[发明专利]一种基于磁谐振耦合无线电能传输的变频电路

权利要求书

1.一种基于磁谐振耦合无线电能传输的变频电路，其特征在于，所述电路通过磁谐振耦合实现无线电能的传输；所述磁谐振耦合变频是利用同步改变原、副边谐振电容容值的方式同步改变原、副边谐振频率，进行频率变换；所述原边谐振电容和副边谐振电容均由一个或多个电力电子交流开关控制的电容器构成谐振电容组变换模块；所述电路通过对原边和副边谐振电容组变换模块的所有电力电子交流开关的控制完成谐振电容组容值的控制与变换，实现原、副边谐振电容容值控制与变换，并最终改变无线电能传输的谐振频率。

2.根据权利要求１所述的一种基于磁谐振耦合无线电能传输的变频电路，其特征在于，所述谐振电容组变换模块由电力电子交流开关S₁、S₂、…、S_m、…、S_n和电容C₁、C₂、…、C_m、…、C_n构成；每个电力电子交流开关控制一个电容，电力电子交流开关S₁、S₂、…、S_m、…、S_n分别控制对应的电容C₁、C₂、…、C_m、…、C_n；当电力电子交流开关S₁开通时，电容C₁接入谐振电容组；当电力电子交流开关S₁关断时，电容C₁退出谐振电容组，通过电力电子交流开关S₁对电容C₁进行控制；同理，通过电力电子交流开关S₂、…、S_m、…、S_n分别对电容C₂、…、C_m、…、C_n进行控制；通过对所有电力电子交流开关S₁、S₂、…、S_m、…、S_n的控制，完成对谐振电容组容值的控制与变换。

3.根据权利要求１所述的一种基于磁谐振耦合无线电能传输的变频电路，其特征在于，所述电力电子交流开关采用两个同型号金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET反向串联构成，且两管的栅极并联构成电力电子交流开关的控制端G，两管的源极串联构成公共端S，两管的漏极构成电力电子交流开关的两个外部电流端子D₁与D₂；当所述控制端和所述公共端两端施加正向驱动电压时，电力电子交流开关开通，外部电流端子D₁与D₂具备电流导通能力，当所述控制端和所述公共端两端不施加驱动电压或施加反向驱动电压时电力电子交流开关关断，外部电流端子D₁与D₂之前不再有电流流通。

4.根据权利要求２所述的一种基于磁谐振耦合无线电能传输的变频电路，其特征在于，所述电容C₁、C₂、…、C_m、…、C_n可以是单个独立电容，也可以是若干个电容组成的电容组；若为电容组，其构成可以采用相同或型号与大小不同的电容组成；同时电容C₁、C₂、…、C_m、…、C_n其构成可以相同，也可选择不同型号与不同值。

5.根据权利要求３所述的一种基于磁谐振耦合无线电能传输的变频电路，其特征在于，所述MOSFET管采用N沟道，或采用P沟道。

6.根据权利要求３所述的一种基于磁谐振耦合无线电能传输的变频电路，其特征在于，所述谐振电容组变换模块中，各个电力电子交流开关S₁、S₂、…、S_m、…、S_n构成可以规格相同，也可以规格不同。

7.根据权利要求１所述的一种基于磁谐振耦合无线电能传输的变频电路，其特征在于，所述无线电能传输的变频电路结构包括4类：原边电感与原边电容串联、副边电感与副边电容串联；原边电感与原边电容串联、副边电感与副边电容并联；原边电感与原边电容并联、副边电感与副边电容串联；原边电感与原边电容并联、副边电感与副边电容并联。