[发明专利]一种PT对称的无线电能传输电路及其搭建方法

说明书

本发明提供的一种PT对称的无线电能传输电路及其搭建方法，包括谐振单元、负载端和逆变电路，其中，负载端与谐振单元的二次侧并联连接，逆变电路与谐振单元的一次侧连接，其中，谐振单元包括第一谐振电感L₁、第二谐振电感L₂、第一电容C₁和第二电容C₂，其中，第一谐振电感L₁和第一电容C₁连接形成并联电路；第一电容C₁的并联端子连接有一次侧串联电阻R_f的一端，一次侧串联电阻R_f的另一端与逆变电路的输出端连接；第二谐振电感L₂和第二电容C₂连接形成并联电路，第二电容C₂的并联端子连接有负载阻抗R_L的一端，负载阻抗R_L的另一端与负载端连接；该电路在PT对称时，整个系统具有高速的频率动态调节能力，保证电路谐振状态，使输出电压稳定不变，同时保持了高效率的无线电能传输。

技术领域

本发明属于电力电子研究领域，具体涉及一种PT对称的无线电能传输电路及其搭建方法。

背景技术

相比于通过金属导线进行能量传输的方式，无线功率传输不但没有其传输介质容易老化损耗、传输过程中摩擦产生火花影响设备使用寿命和用电安全的弊端，反而具有便捷、耐用、特殊场合也可适用等优势。因此，在移动终端和电动汽车的充电、体内植入的医疗设备的供电等方面具有广大应用前景，其传输功率问题也在工程实际中越显重要。

为了控制无线功率传输系统的传输功率恒定，国内外相关学者也提出一些解决办法。已公开的发明专利《用于控制无线功率传输系统中的干扰的方法和设备》发明了一种功率传输单元 (PTU)的干扰控制方法，可以确定PTU是否处于发生邻近PTU的干扰环境中以及响应于确定的结果是PTU处于所述干扰环境中，最终控制邻近PTU和功率接收单元PRU中的任意一个或两个的通信参数。已公开的发明专利《用于无线功率传输系统的谐波消减设备》设计了一种耦合在开关网络和发送器线圈之间的谐波消减设备的装置，此谐波消减设备被配置为对至少一个频率分量进行衰减。

以上专利中提及的控制方法是目前为数不多的针对无线功率传输系统的恒定传输功率问题的专利，但是这些方法都只能在增加额外的调节单元进行输出功率的控制，并不能保持输出功率的恒定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PT对称的无线电能传输电路及其搭建方法，解决了现有的无线功率传输系统的恒定传输功率方法存在不能在传输距离变化的情况下适用的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种PT对称的无线电能传输电路，包括谐振单元、负载端和逆变电路，其中，负载端与谐振单元的二次侧并联连接，逆变电路与谐振单元的一次侧连接，其中，

谐振单元包括第一谐振电感L₁、第二谐振电感L₂、第一电容C₁和第二电容C₂，其中，第一谐振电感L₁和第一电容C₁连接形成并联电路；第一电容C₁的并联端子连接有一次侧串联电阻 R_f的一端，一次侧串联电阻R_f的另一端与逆变电路的输出端连接；

第二谐振电感L₂和第二电容C₂连接形成并联电路，第二电容C₂的并联端子连接有负载阻抗 R_L的一端，负载阻抗R_L的另一端与负载端连接。

优选地，无线电能传输电路具有的PT对称条件，即