[发明专利]基于自适应控制的超声波无线电能传输系统

权利要求书

1.一种基于自适应控制的超声波无线电能传输系统，其特征在于：包括能量传输部分和自适应控制部分，其中，能量传输部分包括超声电源、发射换能器、接收换能器和接收电路，自适应控制部分包括能量管理模块、信号反馈通路和动态阻抗匹配；

在能量传输部分，超声电源将直流电转换成高频交流电以驱动发射换能器，发射换能器利用逆压电效应将交流电转换成超声波发送到介质中，通过介质传输到接收换能器；接收换能器利用正压电效应将接收到的超声波转换成高频交流电，通过接收电路后转换成相应电压等级的直流电供电给负载；

在自适应控制部分，能量管理模块实现接收电路的控制，并将负载的状态转换成相应的数字信号传递给信号反馈通路；信号反馈通路将接收到的负载状态信号传送到动态阻抗匹配中，动态阻抗匹配实现超声电源的闭环控制，并根据接收到的负载状态信号调整超声电源的工作状态。

2.如权利要求1所述的基于自适应控制的超声波无线电能传输系统，其特征在于：所述介质采用空气、水或金属。

3.如权利要求1所述的基于自适应控制的超声波无线电能传输系统，其特征在于：所述接收电路包括相互连接的桥式二极管整流电路和Buck调压拓扑，桥式二极管整流电路将换能器产生的高频交流电转换成直流电，Buck调压电路将电压调整为所需的直流电压。

4.如权利要求1所述的基于自适应控制的超声波无线电能传输系统，其特征在于：所述超声电源采用全桥拓扑的高频逆变电路。

5.如权利要求4所述的基于自适应控制的超声波无线电能传输系统，其特征在于：所述动态阻抗匹配包括LC匹配电路和频率跟踪电路，频率跟踪电路包括电流电压采样模块、过零检测模块和DSP控制模块，其中，LC匹配电路的输入端连接超声电源的输出端，而LC匹配电路的输出端连接电流电压采样模块的输入端，所述电流电压采样模块将采样的电流电压送入DSP控制电路，从而产生驱动波形，通过驱动电路驱动高频逆变电路中的开关管。

6.如权利要求1所述的基于自适应控制的超声波无线电能传输系统，其特征在于：所述信号反馈回路包括顺序连接的发射超声波传感器、反馈介质和接收超声波传感器，通过识别数字信号0和1改变能量传输部分的工作状态。