[发明专利]一种无线电能多级传输系统

说明书

本发明公开了一种无线电能多级传输系统，包括电源电路以及与该电源电路依次耦合级联的至少两个中继电路，以及与每一中继电路分别耦合的负载电路，电源电路产生的电能可以通过中继电路分别传输给对应的负载电路，从而实现了对多个负载电路的供电，系统结构简单，对电能进行了充分利用，提升了供电效率；另外，在本发明提供的系统中，通过设置各线圈的角频率相同，以及对各线圈内阻、线圈互感以及中继电阻进行合理配置，使得系统输出对负载变化的敏感性极低，增强了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及无线传输技术领域，更具体地说，涉及一种无线电能多级传输系统。

背景技术

无线电能传输技术是基于电磁感应原理，综合利用电力电子技术、高频逆变技术，借助现代控制理论和方法，实现电能从初级线圈到次级线圈的非接触传输的技术。目前，无线电能传输技术广泛应用于电动汽车、厨房电器、日常家用设备、矿井设备、植入式医疗器械、货架等领域。

无线电能传输技术广泛应用于各种领域，以现代化的货架应用为例，经常会在每层货架中放置传感器等设备来获取货物所处的温度、湿度，以及记录货物的信息。目前，这些传感器大多使用电池来进行供电，而且为了防止传感器设备里面进水，在传感器设备制作的过程中会把传感器和电池一起封装好，无法打开，并且为了延长电池的使用寿命，所选用的电池储电量都比较大，所以这些电池一般都做的比较笨重，如果在货架中能够应用无线电能传输模式给其中的电池供电，不仅方便快捷，而且便于搬运，但是现有的无线电能传输系统中通常只连接有一个负载，也即只能给一个电池供电，所以如何在只有一个电源电路的情况下为多个负载电路供电成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种无线电能多级传输系统，该系统通过中继电路传输能量，使电源电路产生的电能可以传输到多个负载电路上，从而可以通过一个电源电路为多个负载电路供电，系统结构简单，对电能进行了充分利用，提升了充电效率。

为实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种无线电能多级传输系统，包括电源电路、至少两个中继电路，所述电源电路与各所述中继电路依次耦合级联，每一所述中继电路上耦合有对应的负载电路，所述电源电路用于通过所述中继电路为所述负载电路供电。

进一步地，所述电源电路包括电源模块、逆变模块以及电源谐振模块，所述电源模块用于产生直流电压，所述逆变模块用于将所述直流电压转换为交流电压输入所述电源谐振模块中，所述电源电路通过所述电源谐振模块实现能量的传输。

进一步地，所述电源谐振模块包括相互串联的谐振电感L_p1和发射线圈，以及与所述发射线圈并联，且与所述谐振电感L_p1串联的电源补偿电容C_p，所述发射线圈的线圈自感为L_p，线圈内阻为R_p。

进一步地，所述系统包括n个依次耦合连接的中继电路，n≥2，其中，第1个中继电路与所述电源电路耦合，前n-1个每一所述中继电路中包括相互串联的中继线圈和中继补偿电容，第n个中继电路中包括相互串联的中继线圈、中继补偿电容和中继电阻R，第i个中继线圈的线圈自感为L_si，线圈内阻为R_si，与第i个中继线圈串联的中继补偿电容为C_si，其中，i＝1,2…n。

进一步地，每一所述负载电路包括相互串联的接收线圈、负载补偿电容以及负载电阻，每一所述接收线圈与对应的所述中继线圈耦合，第i个接收线圈的线圈自感为L_soi，线圈内阻为R_soi，与第i个接收线圈串联的负载补偿电容为C_soi，与第i个接收线圈串联的负载电阻为R_oi。