[发明专利]一种对称耦合串联谐振的无线充电系统及充电装置

权利要求书

1.一种对称耦合串联谐振的无线充电系统，其特征是：

设置两个相同的收发单元，分别是左侧单元和右侧单元；所述收发单元为串联谐振无线充电装置，是由发射端和接收端构成，发射端中发射端子与接收端中接收端子之间通过电场耦合或磁场耦合，发射端和接收端的接地端接入大地，在工作频率下，各收发单元形成等效串联谐振回路，使得能量从发射端传递到接收端；

在所述左侧单元和右侧单元的两个发射端加载幅度相等、相位相反的驱动电压，所述左侧单元和右侧单元的两个发射端的接地端接入大地或通过导线相连，通过选择工作频率、地理位置以及调整两个发射端的高度和相互距离，改变两个发射端所共同形成的具有对称形式的电场分布及走向，从而控制作用范围以满足能量传递距离的需要；

所述左侧单元和右侧单元的两个接收端子相互隔离，两个接收端的输出端口通过负载网络接到各自的负载，所述负载网络用于抵消两个接收端输出端口参数之间的不一致，负载及负载网络按中心镜像对称的方式相连接，两个接收端的接地线合并；

在所述左侧单元和右侧单元的两个接收端之间设置输出电流的幅度相位比较电路和幅度相位控制电路；

在两个发射端加载幅度相等、相位相反的驱动电压条件下，分别调整两个收发单元中各自的调谐元件，使得每个收发单元均等效为串联谐振回路；利用所述幅度相位比较电路和幅度相位控制电路分别调整两个收发单元在接收端的负载网络，使得流经左侧单元和右侧单元两个负载的电流大小相等方向相反、合并后接收端的接地线电流为零，视为开路，使接收端可以脱离地面而移动。

2.一种串联谐振无线充电装置，由发射端和接收端构成，其特征是：

所述发射端由发射端子、发射机、发射隔离网络、发射接地网络、发射调谐元件以及发射屏蔽曲面组成，所述发射机由驱动电路、发射耦合电路和发射匹配网络组成；

所述接收端由接收端子、接收机、接收隔离网络、接收接地网络、接收调谐元件以及接收屏蔽曲面组成，所述接收机由负载网络、接收耦合电路和接收匹配网络组成；

所述发射屏蔽曲面和接收屏蔽曲面用于削弱发射端子和接收端子对地的耦合强度、减小对地分布电容；

所述发射隔离网络、发射接地网络、接收隔离网络和接收接地网络均为单端口网络，用于补偿所在空间的分布电抗参数，使所述单端口网络在工作频率下呈现并联谐振特性，目的是切断由发射端子和接收端子经大地和各自屏蔽曲面所形成的耦合回路；

所述发射匹配网络和接收匹配网络均为双端口网络，用于补偿所在空间的分布电抗参数，使所述双端口网络在工作频率下呈现并联谐振特性，目的是减少发射机和接收机的内部损耗；

所述接收端子和发射端子之间通过电场或磁场进行耦合；

在收发单元中分别调整发射调谐元件和接收调谐元件，使得所述收发单元形成串联谐振回路，所述串联谐振回路是指：由发射耦合电路次级依次经过：发射匹配网络、发射端子、接收端子、接收匹配网络、接收耦合电路初级、接收调谐元件、大地和发射调谐元件，并返回至发射耦合电路次级，以此将来自发射端的输入能量通过所述收发单元的串联谐振回路传递到负载。