[发明专利]基于中继线圈任意恒压无线电能传输补偿网络及补偿方法

权利要求书

1.一种基于中继线圈任意恒压无线电能传输补偿网络，其特征在于，包括发射线圈回路、中继线圈回路、接收线圈回路，所述发射线圈回路包括串联连接的电压源、发射线圈、发射线圈回路补偿电容，所述中继线圈回路包括串联连接的中继线圈、中继线圈回路补偿电容，所述接收线圈回路包括接收线圈、接收线圈回路串联补偿电容、接收线圈回路并联补偿电容、负载，所述接收线圈的一端经接收线圈回路串联补偿电容与接收线圈回路并联补偿电容的一端、负载的一端连接，接收线圈的另一端与接收线圈回路并联补偿电容的另一端、负载的另一端连接。

2.一种基于中继线圈任意恒压无线电能传输补偿网络，其特征在于，包括发射线圈回路、中继线圈回路、接收线圈回路，所述发射线圈回路包括并联连接的电流源、发射线圈补偿电容、发射线圈，所述中继线圈回路包括串联连接的中继线圈、中继线圈回路补偿电容，所述接收线圈回路包括串联连接的接收线圈、接收线圈回路串联补偿电容、负载。

3.一种基于中继线圈任意恒压无线电能传输补偿方法，其特征在于，在权利要求2的补偿网络基础上，通过参数确定方法获得不同等级的输出恒压特性，具体如下：

步骤A1：将三线圈互感模型等效为变压器T模型，三线圈互感模型包括发射线圈回路、中继线圈回路、接收线圈回路；

步骤A2：发射线圈回路补偿电容C_s1与变压器T模型里原边的等效漏感L_pk串联谐振，发射线圈回路的电压源U_in通过变压器放大n倍，施加在变压器T模型副边，n为变压器T模型的等效变比，该变比不同于变压器的物理匝比，理论上可以是任意值，包括实数和复数；

步骤A3：接收线圈回路补偿电容C_s2与变压器T模型里副边的等效漏感L_sk串联谐振，nU_in施加在位于接收线圈回路的负载上，实现恒压输出，参数确定如下：

其中L₁，L_r，L₂分别为发射线圈自感、中继线圈自感与接收线圈自感，M_1r为发射线圈与中继线圈之间的互感，M_r2为中继线圈与接收线圈之间的互感，M₁₂为发射线圈与接收线圈之间的互感，C_r为中继线圈回路补偿电容，ω为系统工作角频率；

步骤A4：根据输出电流U_RL大小，即确定n的值，进一步确定所需的电容值，实现所需的电压增益并且不受负载变化而变化；

当C_s1为无穷大时，即此时C_s1电容可以用短路线替代；

当C_s2为无穷大时，即此时C_s2电容可以用短路线替代。