[发明专利]基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统

权利要求书

1.基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于包括：地面电源变换器、发射线圈、接收线圈、能量接收处理器；地面电源变换器、发射线圈分别放置于地面发射平台或摆杆上，接收线圈、能量接收处理器安装于箭上，地面电源变换器将220V交流市电转换为高频交流电能，输入到发射线圈内，发射线圈和接收线圈是磁场能量耦合线圈，接收线圈将耦合到的磁场能量转换为高频交流电能输入给能量接收处理器，能量接收处理器进行整流滤波以及降压稳压处理后输出满足箭上负载供电需求的供电电压，所述供电电压与箭上电池、配电器共同完成运载火箭的地面测试和飞行任务的供配电需求。

2.根据权利要求1所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：地面电源变换器包括整流电路和高频逆变电路，整流电路将220V交流市电进行整流，整流后输出给高频逆变电路；高频逆变电路将其转化为谐振需要的高频交流电能，实现能量传输的高频化。

3.根据权利要求2所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：高频逆变电路为双MOSFET并联、双续流二极管并联的拓扑结构，双MOSFET并联结构包括八个MOSFET，每四个MOSFET构成一个全桥拓扑结构，八个MOSFET构成两个并联的全桥拓扑结构，并且为每个MOSFET并联一个陶瓷电容；

双续流二极管并联结构包括四个双续流二极管D1、D2、D3和D4，两个并联全桥拓扑结构的每个输出端连接有一个双续流二极管。

4.根据权利要求1所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：在发射线圈上设置发射端LCC复合补偿拓扑电路，在接收线圈上设置接收端LCC复合补偿拓扑电路，实现谐振补偿，使发射和接收回路进行谐振，提高系统传输的功率因数，保证系统可靠性和鲁棒性，使得线圈的谐振频率与耦合系数和负载条件无关。

5.根据权利要求4所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：发射端LCC复合补偿拓扑电路包括电容C₁、电容C_f1和电感L_f1；

高频逆变电路的一个输出端与电感L_f1的一端连接，另一个输出端与电容C_f1的一端以及发射线圈的一端连接，电感L_f1的另一端同时与电容C₁的一端以及电容C_f1的另一端连接，电容C₁的另一端与发射线圈的另一端连接。

6.根据权利要求4所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：接收端LCC复合补偿拓扑电路包括电容C₂、电容C_f2和电感L_f2；

接收线圈的一端与电容C₂一端连接，接收线圈的另一端同时与电容C_f2一端以及能量接收处理器的一个输入端连接，电容C_f2另一端同时与电容C₂另一端以及电感L_f2的一端连接，电感L_f2的另一端与能量接收处理器的另一个输入端连接。

7.根据权利要求1所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：能量接收处理器整流滤波后通过多相交错并联的buck电路实现降压稳压处理，得到可供蓄电池充电或箭上负载使用的28V直流电。

8.根据权利要求1所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：地面电源变换器得到的高频交流电能频率与发射线圈的固有频率相同。

9.根据权利要求8所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：接收线圈的固有频率与发射线圈的固有频率相同。

10.根据权利要求9所述的基于电磁谐振的运载火箭箭地大功率无线供电系统，其特征在于：发射线圈产生的交变磁场频率与接收线圈的固有频率相同。