[发明专利]磁耦合谐振式无线能量传输装置

权利要求书

1.磁耦合谐振式无线能量传输装置，它由能量发射源(1)和能量接收器(2)组成；

所述的能量发射源(1)由磁场谐振激发及驱动电路(1-1)和谐振发射电路(1-2)组成；

磁场谐振激发及驱动电路(1-1)由驱动电路(1-1-1)和驱动开关管(1-1-2)组成，驱动电路(1-1-1)产生与设定的谐振发射频率相同或为谐振发射频率的1/n的驱动信号，驱动开关管(1-1-2)接收驱动信号；驱动开关管(1-1-2)的开关频率与谐振发射频率相同或为谐振发射频率的1/n，用于将电源的能量补充给谐振发射电路(1-2)，其中的n为正整数；

谐振发射电路(1-2)由谐振发射线圈(1-2-1)和谐振发射电容(1-2-2)组成，谐振发射线圈(1-2-1)与谐振发射电容(1-2-2)构成谐振系统，能量分别在谐振发射线圈(1-2-1)与谐振发射电容(1-2-2)以磁场和电场形式交换；在谐振发射线圈(1-2-1)中产生与设定的谐振发射频率相同的谐振电流；谐振发射线圈(1-2-1)中的谐振电流形成在能量传输范围内的交变磁场；

其特征在于所述的能量接收器(2)由谐振接收电路(2-1)和高频整流电路(2-2)组成；

谐振接收电路(2-1)用于接收谐振发射电路(1-2)传输过来的磁场能量；谐振接收电路(2-1)由谐振接收线圈(2-1-1)和谐振接收电容(2-1-2)组成，谐振接收线圈(2-1-1)和谐振接收电容(2-1-2)用于设定谐振接收频率，设定的谐振接收频率与设定的谐振发射频率相同；

两个谐振线圈组成系统的场的模式为F(r，t)，F(r，t)≈a₁(t)F₁(r)+a₂(t)F₂(r)，其中F₁(r)和F₂(r)分别为谐振发射线圈(1-2-1)和谐振接收线圈(2-1-1)的本征模式，a₁(t)和a₂(t)分别是对应的场强；当ω₁＝ω₂＝ω和a₂(0)＝0时，则

其中a₁(0)和a₂(0)分别为两个谐振状态的初始值；ω₁是谐振发射线圈(1-2-1)的特征频率，ω₂是谐振接收线圈(2-1-1)的特征频率，ω是线圈的特征频率；设定耦合系数远远大于谐振体的损耗速率，则两谐振线圈之间能量的相互传递周期为π/k；

高频整流电路(2-2)，将谐振接收电路(2-1)所接收的磁场能量转化为电能输 出；

设定的谐振接收频率和设定的谐振发射频率范围在0.05MHz～50MHz之间。

2.根据权利要求1所述的磁耦合谐振式无线能量传输装置，其特征在于能量发射源(1)增加了电源变换电路(1-3)，电源变换电路(1-3)用于将交流电转换为直流电并传输给磁场谐振激发及驱动电路(1-1)和谐振发射电路(1-2)。

3.根据权利要求1所述的磁耦合谐振式无线能量传输装置，其特征在于谐振发射电路(1-2)中的谐振发射线圈(1-2-1)和谐振发射电容(1-2-2)采用串联或并联连接。

4.根据权利要求1所述的磁耦合谐振式无线能量传输装置，其特征在于谐振接收电路(2-1)中的谐振接收线圈(2-1-1)和谐振接收电容(2-1-2)采用串联或并联连接。

5.根据权利要求1所述的磁耦合谐振式无线能量传输装置，其特征在于磁耦合谐振式无线能量传输装置中有多个能量接收器(2)。