[发明专利]一种基于超材料的无线输电系统

权利要求书

1.一种基于超材料的无线输电系统，所述系统包括：发射单元、中继单元和接收单元；所述发射单元包括电源电路、发射整流电路、滤波电路、逆变电路、发射补偿电路、发射控制电路和发射圈；所述中继单元包括中继线圈和中继补偿电路；所述接收单元包括接收线圈、接收整流电路、接收补偿电路、接收控制电路和电网负载；

所述发射单元的电源电路将电网中的交流电输入所述发射整流电路，通过所述发射整流电路将所述交流电转化为直流电，所述发射整流电路输出的直流电通过滤波电路输入所述逆变电路；

通过所述逆变电路在所述发射控制电路的控制下通过发射补偿电路将输入的所述直流电转化为高频交流电到发射圈；通过发射圈将高频交流电发送到中继线圈和中继补偿电路；

通过中继线圈和中继补偿电路磁耦合对发射圈进行补偿，使发射圈与接收线圈相互匹配；所述中继线圈为多个并且相邻的中继线圈两两耦合；

中继线圈将高频交流电发送至接收线圈和接收补偿电路；

所述接收线圈和接收补偿电路将接收的中继线圈发送的高频交流电输入至接收整流电路，通过接收整流电流将整流后的直流电发送到电网负载；

所述接收控制电路用于控制接收整流电路的开关管。

2.根据权利要求1所述的系统，所述逆变电路包括辅助网络，所述辅助网络包括电感L_a、第一电容C_a1、第二电容C_a2、第一辅助二极管VD_a1、第二辅助二极管VD_a2；所述第一辅助二极管VD_a1和所述第二辅助二极管VD_a2串联；所述第一电容C_a1连接于第一辅助二极管VD_a1两端；所述第二电容C_a2连接于第二辅助二极管VD_a2两端；所述第一电容C_a1和所述第二电容C_a2串联；所述电感L_a第一端与所述第一电容C_a1和所述第二电容C_a2之间的连接线路相连接，所述电感L_a第二端与所述第一辅助二极管VD_a1和所述第二辅助二极管VD_a2之间的连接线路相连接；所述电感L_a第三端与所述逆变电路的B点相连接。

3.根据权利要求1所述的系统，当所述逆变电路的第四开关管Q₄关断时，所述逆变电路的一次电流i_P和辅助网络电感电流i_La同时流入B点；当所述逆变电路的第二开关管Q₂关断时，所述逆变电路的一次电流i_P和辅助网络电感电流i_La同时流出B点；所述逆变电路的一次电流i_P和辅助网络电感电流i_La经过叠加后同时给所述逆变电路的滞后桥臂的第二开关管电容C₂和第四开关管电容C₄充放电；所述辅助网络实现第一开关管Q₁、第二开关管Q₂、第三开关管Q₃和第四开关管Q₄的零电压钳位。

4.根据权利要求1所述的系统，所述逆变电路包括：第一开关管Q₁、第二开关管Q₂、第三开关管Q₃、第四开关管Q₄；第一二级管VD₁、第二二级管VD₂、第三二级管VD₃、第四二级管VD₄

所述第一开关管Q₁两端反并联所述第一二级管VD₁；

所述第二开关管Q₂两端反并联所述第二二级管VD₂；

所述第三开关管Q₃两端反并联所述第三二级管VD₃；

所述第四开关管Q₄两端反并联所述第四二级管VD₄。