[实用新型]谐振电容调节装置

说明书

本实用新型公开了一种谐振电容调节装置，所述谐振电容调节装置与LC谐振电路电连接，所述谐振电容调节装置包括电连接的电容组和开关组，其中，所述电容组包括N个并联的电容器，所述开关组包括N个并联的开关，所述电容组的每一个电容器分别与所述开关组的每一个开关所在的支路电连接，所述开关用于控制与其电连接的所述电容器在所述LC谐振电路中的接通或者断开。可见，实施本实用新型能够更加便利地调整谐振容值。

技术领域

本实用新型涉及电子电气技术领域，尤其涉及一种谐振电容调节装置。

背景技术

根据实现原理，无线能量传输有三种技术形式：1)电磁感应无线能量传输技术，该技术实现简单，传输效率高，但缺点是传输距离太短，通常在厘米级；2)远场电磁辐射技术，该技术可以在千米级传输能量，但是总体效率较低，且存在较高程度的能量辐射，对于人体具有潜在的辐射安全问题；3)磁耦合共振式无线能量传输技术，该技术传输效率较高，稍次于电磁感应，但远远高于微波，传输距离适中，因此在传输效率、无辐射、生物安全性、功率中取得了良好的平衡，具有广阔的应用前景。

磁耦合共振式无线能量传输的主要核心部件为谐振电感和调谐电容，依次为发射电路部分的发射电感L_TX和发射谐振电容C_TX；接收电路部分的接收电感L_RX和接收谐振电容C_RX。当发射电感的谐振频率f_TX、接收电感的谐振频率f_RX和激励频率f_in三者一致时，发射电感、接收电感和能量激励源产生谐振，发射电感与接收电感之间以磁场能量的形式实现无线能量的最大化传输。

谐振频率f_TX、f_RX与能量源激励频率f_in之间的匹配精度要求较高，能量传输效率η随谐振频率差Δf变大急剧降低。而线圈的谐振频率与谐振电感值L和谐振容值C有关。要保证发射线圈、接收线圈的频率和激励频率一致，需要用调谐电容，将发射线圈的固有频率、接收线圈的固有频率，调节到规定的值。

电容器在制造时，其精度也是有限的，一般较高品质的电容器控制在5％精度范围内，而一般的电容器则在10％精度范围内。

因此，线圈的谐振频率与谐振电感值L和谐振容值C有关。而在实际工程中，真正的谐振电感值L＝L_ideal+ΔL，其中L_ideal为设计在谐振点的电感值，ΔL为电感误差。谐振容值C＝C_ideal+ΔC，其中，C_ideal为设计在谐振点的容值，ΔC为电容误差。那么，可以得知

显然，ΔL和ΔC将直接影响最终的谐振频率精度。

例如，ΔL∈(0.9L_ideal，1.1L_idela)，ΔC∈(0.9C_ideal，1.1C_ideal)范围内，最终谐振频率的偏差Δf也将在(-0.81，1.21)f_ideal的范围内，而这样的误差对于传输效率的影响是巨大的，一般将导致电路直接无法工作。

为了应对上述误差，业界普遍采用的办法是1.制作PCB并贴片；2.制作线圈；3.焊接PCB和线圈；4.在已贴片好的PCB上多焊接几个备用的电容器，通过焊锡等方式修改已焊接电容的连接关系去修改谐振容值，并进行测试；5.如果测试结果通过则保留目前的连接方式，否则继续修改。

这种方法最大的问题在于效率极其低下，无法实现量产。修改焊锡的方式费事费力，且容易在PCB上累积焊锡，影响PCB的性能，甚至有可能造成PCB报废。因此该问题较为严重地制约了低成本磁感应谐振电路的设计和大批量生产。

可见，如何更加便利地调整谐振容值，是亟需解决的技术问题。

实用新型内容