[发明专利]一种谐振频率自适应的非接触电能传输装置

权利要求书

1.一种谐振频率自适应的非接触电能传输装置，其特征在于，包括谐振频率自适应的非接触电能传输装置本体，其两端分别安装在旋转体侧壁或者旋转体的端部和相对电源静止的一端：

接收电能的谐振电感线圈绕制于所述旋转体的外壁上，或者旋转体的端部，并采用非导磁材料固封；

谐振频率自适应控制电路安装于相对电源静止的一端，具体包括：依次连接谐振电感线圈，电流采样电路、前置放大电路、电流信号AD转换电路、高频脉冲发生器与谐振频率调整电路、高频谐振开关电路及其驱动电路；

其中：

谐振电感线圈用于产生电感电容谐振电能发射；

电流隔离采样电路，用于检测谐振主电路的电流值；

前置放大电路，用于将采样电流的幅值调整至适用于AD转换电路要求的电压幅值范围内；

谐振频率计算和高频脉冲发生器电路，用于输出高频方波信号以驱动谐振开关电路，并判别当前系统频率是否为谐振频率并实时调整高频方波信号的频率；

高频开关电路及其驱动电路，按照谐振频率计算和高频脉冲发生器电路输出的方波频率快速切换开关状态，用以使谐振电感和谐振电容工作在谐振状态；

为了实现谐振频率与开关管开关频率一致，采用开关管导通时同步检测电流的方法实现谐振频率的自适应，在无线电能短传装置工作时，开关频率为f_k，L为实际的谐振电感，C为实际的谐振电容，为了保证顺序检测一个周期内的3个电源输出电流的瞬时值，其幅值记为i_k、i_k+1和i_k+2，从而求得：

第1次和第2次之间电流变化斜率为K₁＝(i_k+1-i_k)/ΔT

第2次和第3次之间电流变化斜率为K₂＝(i_k+2-i_k+1)/ΔT

当0＞K₂＞K₁时：开关频率f_k自加1Hz，

当K₁＞0，K₂＞0时：开关频率f_k自减1Hz，

当K₂＝K₁＝0时：开关频率f_k保持不变。

2.根据权利要求1所述的一种谐振频率自适应的非接触电能传输装置，其特征在于，所述的谐振电感线圈采用铜线绕制在旋转体外壁或以印刷电路形式放置于旋转体端部用以接收谐振电能，采用但不局限于高温树脂等非导磁材料密封固化。

3.根据权利要求1所述的一种谐振频率自适应的非接触电能传输装置，其特征在于，采用等时间步长采样，并且采样频率f_s必须大于谐振频率f_k的2倍或以上；即满足公式如下：

f_s＞2f_k    (1)。