[发明专利]输出电压具有负载无关性的无线电能传输系统构造方法

摘要

本发明公开了一种输出电压具有负载无关性的无线电能传输系统构造方法，包括步骤：1)确定无线电能传输系统的组成；2)确定系统等效电路图，发射、接收线圈用互感模型等效，发射侧、接收侧二端口网络选择T型电路；3)确定发射侧、接收侧二端口网络的转移参数矩阵；4)根据转移参数矩阵，确定T型电路中各支路参数之间的关系；5)根据支路参数关系和谐振工作条件，确定发射侧、接收侧二端口网络的具体元件，进而得到输出电压具有负载无关性的无线电能传输系统发射侧和接收侧拓扑。本发明构造的系统输出电压具有负载无关性，且该特性不受线圈距离变化的影响。

主权项

1.输出电压具有负载无关性的无线电能传输系统构造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)确定无线电能传输系统的组成，包括交流电压源、发射侧二端口网络、发射线圈、接收线圈、接收侧二端口网络和交流等效负载；其中，所述发射线圈与发射侧二端口网络的输出端连接，所述发射侧二端口网络的输入端与交流电压源连接，所述接收线圈与接收侧二端口网络的输入端连接，所述接收侧二端口网络的输出端与交流等效负载连接；/n2)确定系统等效电路图，具体是将发射线圈和接收线圈用互感模型等效，且发射侧二端口网络和接收侧二端口网络均选择T型电路，即有发射侧T型电路和接收侧T型电路；其中，所述互感模型中发射线圈自感为L₁、接收线圈自感为L₂，发射线圈与接收线圈互感为M；所述T型电路的支路1、支路2和支路3的一端连接，支路1的另一端和支路2的另一端与二端口网络的输入端口对应，支路2的另一端和支路3的另一端与二端口网络的输出端口对应；发射侧T型电路的支路1、支路2和支路3对应的参数分别为Z_t1、Z_t2、Z_t3，接收侧T型电路的支路1、支路2和支路3对应的参数分别为Z_r1、Z_r2、Z_r3；/n3)以发射线圈电流具有恒流特性为目标，确定发射侧二端口网络的转移参数矩阵以交流等效负载上的电压与负载大小无关为目标，确定接收侧二端口网络的转移参数矩阵其中，α_tmn表示发射侧二端口网络转移参数矩阵A_t中第m行第n列元素，α_rmn表示接收侧二端口网络转移参数矩阵A_r中第m行第n列元素，m、n取值为1～2；/n4)根据转移参数矩阵，确定T型电路中各支路参数之间的关系；/n5)根据支路参数关系和谐振工作条件，确定发射侧二端口网络和接收侧二端口网络的具体元件，进而得到输出电压具有负载无关性的无线电能传输系统发射侧和接收侧拓扑，将得到的发射侧拓扑和接收侧拓扑结合，即可构成输出电压具有负载无关性的无线电能传输系统。/n