[发明专利]一种基于复合型线圈的双通道无线供电系统恒流输出方法

权利要求书

1.一种复合型线圈，其特征在于，包括DD线圈、螺线管线圈和磁芯，其中DD线圈为双极性线圈，其两个子线圈大小相等，绕制方向相反，产生的磁场沿着线圈轴分布；在DD线圈下方设置磁芯，在DD线圈上沿y轴方向平行绕制螺线管线圈，所述螺线管线圈为多匝矩形绕组，与磁芯组成螺线管结构；

所述的复合型线圈的双通道无线供电系统恒流输出方法，其特征在于，通过匹配负载的阻抗值、发射螺线管线圈的自感、接收端谐振电感、发射DD线圈和接收DD线圈之间随X方向偏移而变化的互感、发射螺线管线圈和接收DD线圈之间随X方向偏移而变化的互感，使得发射线圈和接收线圈之间发生偏移时，负载中通过的电流依旧保持恒定，具体方法为：

步骤1、建立发射DD线圈和接收DD线圈之间互感随距离变化的对应关系；

步骤2、建立发射螺线管线圈和接收DD线圈之间互感随距离变化的对应关系；

步骤3、根据发射DD线圈、发射螺线管线圈和接收DD线圈的互感，优化负载的阻抗值，实现负载的恒流输出；

步骤3中，根据发射DD线圈、发射螺线管线圈和接收DD线圈的互感，优化负载的阻抗值，实现负载的恒流输出，具体方法为：

对发射线圈和接收线圈列写KVL方程：

式中，V_in表示输入电压，ω为谐振角频率，L₁为发射DD线圈的自感，L₂为发射螺线管线圈的自感，L_s为接收DD线圈的自感，L₃为接收端谐振电感，C₁为与L₁串联的调谐电容，C₂为与L_s串联的调谐电容，C_p为发射端谐振电容，C_s为接收端谐振电容，I₁为发射DD线圈中的电流，I₂为发射螺线管线圈中的电流，I_s为接收DD线圈中的电流，I_L为负载中的电流，M_1s为发射DD线圈和接收DD线圈之间随X方向偏移而变化的互感，M_2s为发射螺线管线圈和接收DD线圈之间随X方向偏移而变化的互感，Z_L为负载的阻抗值；

上式中，当系统工作于谐振条件下时，满足如下谐振关系：

由上述两式解得，发射DD线圈、发射螺线管线圈、接收DD线圈、负载中的电流分别为：

因此，负载中的电流I_L与输入电压U_in之间的相位差θ表示为：

根据上述负载中的电流的表达式匹配参数Z_L、L₂、L₃与互感M_1s、M_2s，即可实现负载中电流的恒流。

2.根据权利要求1所述的复合型线圈，其特征在于，步骤1中，通过仿真优化或者实际测量得出发射DD线圈和接收DD线圈在各偏移位置的互感曲线，再通过曲线拟合建立发射DD线圈和接收DD线圈之间互感随距离变化的对应关系。

3.根据权利要求1所述的复合型线圈，其特征在于，步骤2中，需要通过仿真优化或者实际测量得出发射螺线管线圈和接收DD线圈在各偏移位置的互感曲线，并通过曲线拟合建立发射螺线管线圈和接收DD线圈之间互感随距离变化的对应关系。