[发明专利]一种磁耦合谐振式无线输电功放系统

说明书

本发明公开了一种磁耦合谐振式无线输电功放系统。系统为AB类功放系统，采用双管推挽式电路；系统包括：前级功放电路，用于对初始信号进行功率放大，得到初次放大信号；后级功放电路，用于对初次放大信号进行功率放大，得到二次放大信号；所述的后级功放电路包括用于实现输电时电源与负载阻抗匹配的传输线变压器，传输线变压器初级绕组的两端分别连接一个NMOS管的漏极作为初次放大信号的输入；传输线变压器的次级绕组一端，与输出LC滤波电路连接，另一端接地。本发明能够提高输电效率和功率，且系统的稳定性好。

技术领域

本发明涉及智能家居、电动汽车及工业等领域的无线输电技术，特别涉及一种磁耦合谐振式无线输电功放系统。

背景技术

目前，无线输电技术按主流分类主要分为三大类：电磁感应式无线输电、磁耦合谐振式无线输电、微波式无线输电。

电磁感应式无线输电，其原理是电流通过线圈，线圈产生磁场，对附近线圈产生感应电势，产生电流。电磁感应式无线输电的优点是；原理简单，容易实现；适合短距离输电。但其存在下述缺点；输电时需特定位置摆放才能精确输电，损耗大，距离短，传输效率会因为传输距离增大急剧减小，金属感应接触会发热。

微波式无线输电，其原理是射频天线在空间激发电磁能量，空间中接收端吸收电磁能量，通过电路传输电流。微波式无线输电的优点是：适合远距离小功率无线输电；自动随时随地充电。但其存在下述缺点：发射接收天线设计要求高；传输效率不高，利用效率低；接受的功率信号比较小；可能存在辐射和安全问题。

磁耦合谐振式无线输电作为一种新兴的输电方式，其原理是发送端能谥遇到谐振频率相同的接收端，利用谐振原理进行输电。磁耦合谐振式无线输电综合了上述两种输电方式的优点，其适合远距离大功率无线输电，转换效率也较为适中且对人体无害。基于磁耦合谐振式无线输电的优良特性，其具有较大的市场潜力。而目前的磁耦合谐振式无线输电，存在一个技术难点：为了确保输电效率和功率，需要两个谐振线圈(即处于输电电源端和充电负载端的谐振线圈，以下简称电源端线圈和负载端线圈)处于同一频率；但是通常情况下，负载的电阻都是不可变的。因此，如何实现两个谐振线圈处于同一频率，成为目前所亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磁耦合谐振式无线输电功放系统。本发明能够提高输电效率和功率，且系统的稳定性好。

本发明的技术方案：一种磁耦合谐振式无线输电功放系统，该系统为AB类功放系统，采用双管推挽式电路；系统包括：

前级功放电路，用于对初始信号进行功率放大，得到初次放大信号；

后级功放电路，用于对初次放大信号进行功率放大，得到二次放大信号；

所述的后级功放电路包括用于实现输电时电源与负载阻抗匹配的传输线变压器，传输线变压器初级绕组的两端分别连接一个NMOS管的漏极作为初次放大信号的输入；传输线变压器的次级绕组一端，与输出LC滤波电路连接，另一端接地。

前述的磁耦合谐振式无线输电功放系统中，所述的阻抗匹配的步骤如下：

首先，利用传输线变压器将阻抗变换到预设阻值；

然后，设置预设阻值→预设阻值的、所述的输出LC滤波电路。

前述的磁耦合谐振式无线输电功放系统中，所述的输出LC滤波电路为用于过滤高次谐波的LC低通滤波电路。

前述的磁耦合谐振式无线输电功放系统中，所述的LC低通滤波电路为五阶LC低通滤波电路，所述的五阶LC低通滤波电路包括两个相串联的滤波电感，两滤波电感串联形成的两个开放端，其中一个与所述的次级绕组一端连接，另一个为二次放大信号的输出端；每个所述滤波电感的两端还分别连接有一个一端已接地的滤波电容。