[实用新型]一种基于多频能量并行传输的具有强抗偏移性能的无线电能传输拓扑

权利要求书

1.一种基于多频能量并行传输的具有强抗偏移性能的无线电能传输拓扑，其特征在于：包括直流电源(1)、高频逆变器(2)、原边多频共用补偿网络(3)、原边发射线圈(4)、接收模块(5)、负载(6)，以及控制模块(7)；

所述控制模块(7)输出所述高频逆变器(2)的驱动方波信号；所述高频逆变器(2)的输出为双频或多频电压或电流的混合叠加，频率包括f₁、f₂、……f_n，n≥2；所述原边多频共用补偿网络(3)采用LC高阶补偿拓扑，与所述原边发射线圈(4)构成原边谐振网络，谐振频率为f₁、f₂、……f_n，多频能量同时驱动原边发射线圈(4)，通过磁场耦合到接收模块(5)；

所述接收模块(5)包括与频率数相同数量的接收单元，每个接收单元包括选频网络、补偿网络和能量耦合线圈，n个接收单元分别输出频率为f₁、f₂、……f_n的交流电压或电流，再分别经整流滤波单元整流滤波后组合输出给负载(6)供电。

2.根据权利要求1所述的无线电能传输拓扑，其特征在于：所述控制模块(7)输出频率为f的方波信号驱动所述高频逆变器(2)，所述高频逆变器(2)输出频率f的基波与n次谐波正弦电压叠加的方波电压，所述频率f₁、f₂、……、f_n为基波与/或三次与/或五次或任意高阶奇次谐波频率。

3.根据权利要求1所述的无线电能传输拓扑，其特征在于：所述控制模块(7)在周期T时间内分时输出频率为f₁、f₂、……、f_n的方波信号。

4.根据权利要求1-3任一所述的无线电能传输拓扑，其特征在于：所述选频网络为LC混合网络。

5.根据权利要求1-3任一所述的无线电能传输拓扑，其特征在于：所述原边多频共用补偿网络(3)包括实现所述LC高阶补偿拓扑的参数切换的开关或采用开关电容或电感调谐，所述控制模块(7)输出所述原边多频共用补偿网络(3)的开关、开关电容或电感的驱动信号，使所述原边谐振网络在t₁时间内在频率f₁谐振，t₂时间内在频率f₂谐振，……，t_n时间内在频率f_n谐振。

6.根据权利要求1-3任一所述的无线电能传输拓扑，其特征在于：所述原边发射线圈(4)为单绕组或双绕组或多绕组结构，两个或多个绕组共用一个原边多频共用补偿网络(3)，任意两个绕组之间不存在磁通耦合或者串联LC选频网络实现解耦控制。

7.根据权利要求1所述的无线电能传输拓扑，其特征在于：所述高频逆变器(2)的输出为双频电压或电流的混合叠加，频率为f₁和f₂；双频能量同时驱动原边发射线圈(4)，通过磁场耦合到接收端；

所述接收模块(5)包括接收单元1与接收单元2，所述接收单元1的能量耦合线圈与原边发射线圈(4)构成非接触变压器，接收单元1的能量耦合线圈耦合频率为f₁、f₂的交流电压或电流；所述接收单元2的能量耦合线圈通过耦合到接收单元1中获取频率为f₂的交流电压或电流；所述接收单元1与接收单元2分别输出频率为f₁、f₂的交流电压或电流，再分别经整流滤波单元整流滤波后组合输出给负载(6)供电。