[发明专利]发射端调控的正交模式追踪系统及方法

权利要求书

1.一种发射端调控的正交模式追踪方法，用于调控无线电能传输系统的无线电能传输过程，所述无线电能传输系统的发射端和接收端均设有共振线圈，其特征在于，所述发射端和所述接收端的共振线圈的本征频率相同，所述正交模式追踪方法包括如下步骤：

在无线电能传输系统开启后，监测所述无线电能传输系统的发射端处的输入功率以及接收端处的输出功率；以及

依据所述输出功率与所述输入功率的比值，动态调节发射端的能量增益速率，直至所述输出功率与所述输入功率的比值落入设定范围，以使得所述无线电能传输系统处于正交模式范围内；

在正交模式下满足k²＝g*γ，其中k为共振线圈间近场耦合强度，g为发射端的共振线圈的能量增益速率，γ为接收端的共振线圈的能量损耗速率，k会随着传输距离而发生变化，在γ不变的情况下，调控发射端增益速率g，以使得系统维持在正交模式条件下；

基于其中g₀为发射端饱和增益速率，当线圈系统确定后该参数为定值；|a₁|为发射端共振线圈的振幅；u_in为发射端的发射线圈的输入电压；通过调控发射端电路的电压来实现动态调节发射端的能量增益速率。

2.如权利要求1所述的发射端调控的正交模式追踪方法，其特征在于，还包括：

设定一低限值；

在无线电能传输过程中，比较判断所述输出功率与所述输入功率的比值是否低于所述低限值；

在所述输出功率与所述输入功率的比值低于所述低限值时，动态调节发射端的能量增益速率，直至所述输出功率与所述输入功率的比值落入所述设定范围。

3.如权利要求1所述的发射端调控的正交模式追踪方法，其特征在于，动态调节发射端的能量增益速率的步骤包括：

于所述无线电能传输系统的发射端的电路中接入一阻抗调节模块；

动态调节所述阻抗调节模块的阻抗来实现动态调节所述发射端的能量增益速率。

4.如权利要求1所述的发射端调控的正交模式追踪方法，其特征在于，还包括：

将所述发射端的共振线圈处的输入频率设置为一设定频率范围内的一频率值，所述设定频率范围为ω₀-1％ω₀至ω₀+1％ω₀，其中的ω₀为所述发射端的共振线圈的本征频率。

5.如权利要求1所述的发射端调控的正交模式追踪方法，其特征在于，监测所述无线电能传输系统的发射端的电流及电压；

在所监测得到的发射端的电流及电压超过保护范围时，切断所述无线电能传输系统的发射端的电路，以保护所述无线电能传输系统。