[发明专利]一种具有抗偏移性能的无线电能传输装置及其实现方法

权利要求书

1.一种具有抗偏移性能的无线电能传输装置，包括发射模块以及与所述发射模块通过电磁感应传输能量的接收模块；其中，

所述发射模块包括依序连接的直流电源、高频逆变电路、发射端补偿网络和发射线圈；其中，所述发射端补偿网络为由发射线圈侧电感L_f1、串联电容C₁、并联电容c_p和发射线圈内阻R_P形成的原边LCC补偿网路；

所述接收模块包括依序连接的接收线圈、接收端补偿网络、整流滤波电路和负载；其中，所述接收端补偿网络为由接收线圈侧电感L_f2、串联电容C₂、并联电容C_S和接收线圈内阻R_S形成的副边LCC补偿网络；

其特征在于，若充电过程中所述接收线圈与所述发射线圈之间相对位置发生偏移，则通过调节所述高频逆变电路的移相角，即可达到输出功率的稳定与装置的动态平衡；其中，所述移相角的大小是基于所述直流电源的固定直流输入电压、所述直流电源的实时直流输入电流、所述发射线圈电流的实时有效值、系统固定工作频率、发射线圈侧电感L_f1的固定电感值、接收线圈侧电感L_f2的固定电感值、所述发射线圈内阻R_P的固定阻值、所述接收线圈内阻R_S的固定阻值、所述接收线圈与所述发射线圈之间的互感M以及所述负载的额定值计算获得；

所述移相角的大小为其中，

α为移相角；P_tran为发射线圈当前功率函数，此时I_in^*为直流电源的实时直流输入电流、I_P^*为发射线圈电流的实时有效值；

ω₀为系统固定工作频率，R_P为发射线圈内阻的固定阻值，R_S为接收线圈内阻的固定阻值，L_f1为发射线圈侧电感的固定电感值，L_f2为接收线圈侧电感的固定电感值，R_L为负载的额定值，U_in为直流电源的固定直流输入电压。

2.如权利要求1所述的具有抗偏移性能的无线电能传输装置，其特征在于，所述高频逆变电路包括开关晶体管Q₁、Q₂、Q₃及Q₄；其中，

开关晶体管Q₁、Q₄串联在一起，开关晶体管Q₂、Q₃串联在一起，且串联后的开关晶体管Q₁、Q₄与串联后的开关晶体管Q₂、Q₃并联在一起。

3.如权利要求1所述的具有抗偏移性能的无线电能传输装置，其特征在于，所述整流滤波电路包括二极管D₁、D₂、D₃、D₄和电容C₄；其中，

二极管D₁、D₄串联在一起，二极管D₂、D₃串联在一起，且电容C₄、串联后的二极管D₁、D₄以及串联后的二极管D₂、D₃三者并联在一起。

4.如权利要求1所述的具有抗偏移性能的无线电能传输装置，其特征在于，所述接收线圈与所述发射线圈之间相对位置发生偏移的偏移量百分比小于等于60％。