[发明专利]一种E类无线电能传输装置及启动控制方法

权利要求书

1.一种E类无线电能传输装置，其特征在于，包括：

依次连接的直流电源模块、发射端E类功放高频发生模块、发射端启动及控制电路单元、发射端SPSS匹配网络、接收端串联谐振网络、接收端整流模块；

所述直流电源模块用于发射端E类功放高频发生模块供能；

所述发射端启动及控制电路单元用于控制发射端E类功放高频发生模块；

所述发射端E类功放高频发生模块用于将直流电逆变为交流正弦半波，并输送给发射端SPSS匹配网络；

所述发射端SPSS匹配网络用于将交流正弦半波变换为高频交流正弦波，并传输至接收端串联谐振网络；

所述接收端串联谐振网络用于接收高频交流正弦波，并传输至接收端整流模块；

所述接收端整流模块用于将高频交流正弦波变换为直流电输出至负载。

2.根据权利要求1所述的E类无线电能传输装置，其特征在于，所述发射端E类功放高频发生模块包括输入谐振电路和开关管；所述输入谐振电路包括扼流电感和输入谐振电容；所述扼流电感与开关管串联；所述输入谐振电容和开关管并联。

3.根据权利要求1所述的E类无线电能传输装置，其特征在于，所述发射端SPSS匹配网络包括第一级串联谐振电路；所述第一级串联谐振电路包括第一谐振电感和第一谐振电容，所述第一谐振电感和所述第一谐振电容串联。

4.根据权利要求1所述的E无线电能传输装置，其特征在于，所述发射端SPSS匹配网络包括第二级并联谐振电路；所述第二级并联谐振电路包括第二谐振电感和第二谐振电容，所述第二谐振电感和所述第二谐振电容并联。

5.根据权利要求1所述的E类功放磁无线电能传输装置，其特征在于，所述发射端SPSS匹配网络包括第三级串联谐振电路；所述第三级串联谐振电路包括第三谐振电感和第三谐振电容，所述第三谐振电感和所述第三谐振电容串联。

6.根据权利要求1所述的E类无线电能传输装置，其特征在于，所述发射端SPSS匹配网络包括第四级串联谐振电路；所述第四级串联谐振电路包括第四谐振电感和第四谐振电容，所述第四谐振电感和所述第四谐振电容串联。

7.根据权利要求1所述的E类无线电能传输装置，其特征在于，所述发射端启动及控制电路单元包括电压采样单元，所述电压采样单元与发射端E类功放高频发生模块中扼流电感并联；所述电压采样后的值与设定参考值分别输入到第一级比较器的反相端和同相端；所述第一级比较器的输出和固定振荡三角波分别输入到第二级比较器的反相端和同相端；所述第二级比较器的输出值输入到占空比调节单元；所述电压采样、第一级比较器、第二级比较器、占空比调节单元依次相连。

8.根据权利要求1或7所述的E类无线电能传输装置，其特征在于，所述发射端启动及控制电路单元包括电流采样，所述电流采样单元与发射端E类功放高频发生模块中扼流电感串联；所述电流采样的输出端连接电流判定后输入到占空比调节单元，所述电流采样、电流判定、占空比调节单元依次连接。

9.根据权利要求8所述的E类无线电能传输装置，其特征在于，所述发射端启动及控制电路单元的占空比调节单元的输入为第二级比较器的输出和电流判定的输出；所述占空比控制单元的输出传输到宽负载E类功放高频发生模块的开关管；所述占空比控制单元与宽负载E类功放高频发生模块的开关管串连。

10.一种E类无线电能传输装置启动控制方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-9任一项所述的E类无线电能传输装置实施，方法包括：

在发射端处于初始状态时，电压电流采样检测扼流电感的端电压和电流的当前数值，采样电压值依次经过第一级比较器和第二级比较器输出电压信号，采样电流经过电流输出电流信号，电压信号和电流信号经过占空比控制单元判断功率放大装置是否处于起始工作状态；

当所述占空比控制单元判定宽负载E类功放磁耦合谐振式无线电能传输装置为起始工作状态时，启动控制单元产生低于设计占空比D的驱动信号驱使开关管工作，并一直保持产生当前占空比；

当所述占空比控制单元判定宽负载E类功放磁耦合谐振式无线电能传输装置不为起始工作状态，并且扼流电感的电流和端电压稳定时，启动所述控制单元产生与设计占空比D相等的驱动信号驱使开关管工作。