[实用新型]一种E类无线电能传输装置

说明书

本申请提供了一种E类无线电能传输装置，装置包括：直流电源模块用于发射端E类功放高频发生模块供能；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；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；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；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；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。解决了现有技术中负载敏感的问题，使得装置能够在负载变化时仍可以稳定工作，提高了装置的性能。

技术领域

本申请属于无线电能传输技术领域，尤其涉及一种E类无线电能传输装置。

背景技术

近年来，小功率无线电能传输技术产业蓬勃发展，与其相关的商业链产品逐步形成，包括人们熟知的电动牙刷、耳机、MP3(Media Player 3)、智能手表、手机等低功耗常用手持电子设备。这些小功率设备的充电装置一般选用单管功率放大器等作为高频逆变电路，其中，E类功率放大器是应用比较成熟的单管功率放大电路拓扑。

E类功率放大器简称E类功放，是一种在理想情况下功率可达100％的高效功率放大器，即在工作时能将直流电源的输入功率全部转换为输出功率。但在工作中，晶体管的性能、匹配网络的参数设计都会影响到其工作效率，而导致其效率不能达到100％。因此E类功率放大器是为了弥补在高频时晶体管Q的寄生电容在开关状态下由饱和到截止的延时，致使晶体管损耗的增加而被设计出来的。并且，由于晶体管工作在开关状态，其漏极上接的扼流电感电压可由下式得出：

由于电感电流不能瞬变，装置在启动的瞬间会对晶体管的漏极产生一个很大的电压尖峰。当装置所选用的晶体管的耐电压值低于该尖峰电压时，晶体管容易被损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种E类无线电能传输装置，通过设置启动及控制电路单元调节发射端E类功放高频发生模块的工作状态，达到装置软启动的目的，使得开关管漏源级端电压变化范围减小，避免了所选用的晶体管的耐电压值低于启动尖峰电压时，晶体管容易被损坏的技术问题；发射端采用的SPSS匹配网络结构能在较大程度实现接收端电压恒定，很好的解决了现有技术中负载敏感的问题，使得装置能够在负载变化时仍可以稳定工作，提高了装置的性能，并且发射端电感和电容为串联关系，增加了电感设计的裕度。

本申请提供了一种E类无线电能传输装置，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。

可选地，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。

可选地，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。