[发明专利]利用变容管实现频率调谐的无线电能传输装置

权利要求书

1.利用变容管实现频率调谐的无线电能传输装置，包括发射端和接收端，其特征在于：

所述发射端包括供电单元、谐振补偿电容模块、高频逆变模块、检测模块、控制模块和发射线圈，所述供电单元为所述谐振补偿电容模块、高频逆变模块提供电能，所述控制模块根据检测模块对发射线圈的信息采集，通过控制所述谐振补偿电容模块对所述高频逆变模块的谐振频率进行调整；

所述接收端包括接收线圈、谐振补偿电容模块、整流滤波稳压模块、检测模块、控制模块和负载单元，所述接收线圈接收的信号一部分经过所述整流滤波稳压模块传输负载单元，另一部分传输至所述谐振补偿电容模块，所述控制模块根据检测模块对所述整流滤波稳压模块的输出信息的采集，通过控制所述谐振补偿电容模块对所述整流滤波稳压模块的谐振频率进行调整；

其中，所述谐振补偿电容模块包括反偏电压提供单元和补偿电容单元，所述反偏电压提供单元为补偿电容单元提供反偏电压，所述补偿电容单元包括变容管。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述反偏电压提供单元的输出端与所述补偿电容单元之间设置有控制供电通断的开关管Q5；

当工作频率发生改变时，结合变容管的容量与反偏电压的计算关系，通过所述控制模块控制所述开关管Q5的开通关断时间来对所述反偏电压提供单元的输出电压进行调节。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述补偿电容单元包括若干并联的变容管，每个变容管上串联一个开关管；

当工作频率发生改变时，结合变容管的容量与反偏电压的计算关系，通过所述控制模块控制所述补偿电容单元的开关管的工作数量对变容管的容量进行调节。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述检测模块为频率传感器，所述控制模块包括比较器、反馈处理器和电路控制器；

所述比较器将所述频率传感器的检测信息与目标调节频率进行对比，判断工作频率的变化是否在预设范围，若超出预设范围，则将检测信息传送至反馈处理器；所述反馈处理器经分析后计算出所需的变容管的并联数量，再结合变容管电容量与反偏电压的关系确定出所述反偏电压提供单元的供给电压，并将操作指令发送至电路控制器；

电路控制器一方面根据接收到的指令控制所述反偏电压提供单元的开关管Q5的开通关断时间，另一方面控制串联在变容管上开关管的开通关断来决定变容管的使用个数。

5.根据权利要求2或者3所述的装置，其特征在于：所述开关管Q5与所述补偿电容单元之间串联第一电压比较器和第二电压比较器，第一个比较器用于对电压是否大于1V进行判断，当电压大于1V时允许电流通过，否则电路不导通；第二个比较器用于对电压是否小于9V进行判断，当电压小于9V时允许电流通过，否则电路不导通。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述供电单元包括依次串联的交流电源模块、变压模块和整流模块，所述整流模块通过DC-DC斩波模块A对高频逆变模块提供稳定可控电压。