[发明专利]一种波形正弦修正的无线电能传输系统设计方法

权利要求书

1.一种波形正弦修正的无线电能传输系统设计方法，其特征在于：所述无线电能传输系统由发射端和接收端组成，其中发射端包括依次相互串联的电源、发射侧电路拓扑结构和发射线圈，用于将电源提供的电能转化成磁场能并发射到接收端；接收端包括依次相互串联的接收线圈、接收侧电路拓扑结构和负载，用于将接收线圈接收发射线圈发射的磁场能并给负载供电；

所述发射侧电路拓扑结构包含相互串联的补偿电容和电阻，所述接收侧电路拓扑结构包含相互串联的反串联二极管和波形修正电路，其中反串联二极管是用于增加系统传输带宽，实现系统自适应阻抗匹配，波形修正电路用于有效抑制使用反串联二极管对波形的影响，该波形修正电路的设计方法如下：

步骤一：求出待设计的工作频率上限和基准频率的比值M，即

式中：f为待设计的工作频率上限，f₀为基准频率，用M求出电感值和电容值的大小，其中电感用L_(NEW)表示，电容用C_(NEW)表示，即式中：L_(OLD)和C_(OLD)为基准电感和基准电容且取值分别为和

步骤二：求出待设计的特征阻抗与基准特征阻抗的比值K，即

式中：Z为待设计的特征阻抗，Z₀为基准特征阻抗，Z₀＝1Ω，再求出最终电感值和最终电容值，其中最终电感用L′_(NEW)表示，最终电容用C′_(NEW)表示，即L′_(NEW)＝L_(NEW)×K，式中，L_(NEW)和C_(NEW)由步骤一求得。

2.根据权利要求1所述的波形正弦修正的无线电能传输系统设计方法，其特征在于所述波形修正电路的具体形式设计如下：设置C₀为电容，R₁、R₂、R₃、R₄为电阻，以上每个元件均含有两个端口，将电感L′_(NEW)与电容C₀的端口一相连，电容C₀端口一与运算放大器A₁的同向输入端相连，电容C₀的端口二与电阻R₁的端口一相连，电容C₀的端口二与运算放大器A₂的输出端相连；电阻R₁的端口二与电阻R₂的端口一相连，电阻R₁的端口二与运算放大器A₁的反相输入端和运算放大器A₂的同相输入端相连；电阻R₂的端口二与运算放大器A₁的输出端相连，电阻R₂的端口二与电阻R₃的端口一相连；电阻R₃的端口二与运算放大器A₂的反相输入端相连，电阻R₃的端口二与电阻R₄的端口一相连，电阻R₄的端口二与负载相连，调节电阻R₁、R₂、R₃、R₄使当待设计的工作频率上限f取值发生变化时，通过步骤一和步骤二中得到的对应的C_(NEW)和C′_(NEW)就会随之发生变化，通过改变电阻的取值，实现电容可调。