[发明专利]双线圈非侵入式磁场取能系统及其宽负载功率提升方法

权利要求书

1.双线圈非侵入式磁场取能系统，其特征在于，包括原边侧和副边侧，所述原边侧包括母排，其电流为所述副边侧包括第一取能线圈、第二取能线圈、第一补偿电容C₁、第二补偿电容C₂、第三补偿电容C_M、整流器、滤波电容C₀、直流负载R_L；所述第一取能线圈的一端连接所述第一补偿电容C₁后连接所述整流器的一端，所述第二取能线圈的一端连接所述第二补偿电容C₂后连接所述整流器的一端，所述第一取能线圈的另一端与所述第二取能线圈的另一端共同连接所述第三补偿电容C_M后连接所述整流器的另一端；

所述副边侧还包括控制模块，所述控制模块用于获取所述直流负载R_L的电压U_L和电流I_L，并通过R_L＝U_L/I_L计算得到直流负载值，并将该直流负载值与固定值R_Li做比较，若该直流负载值大于固定值R_Li，则控制所述整流器切换到半桥模式，若该直流负载值小于固定值R_Li，则控制所述整流器切换到全桥模式。

2.根据权利要求1所述的双线圈非侵入式磁场取能系统，其特征在于，所述第一取能线圈的自感为L₁，内阻为R₁，电流为与所述母排之间的互感为M₁；所述第二取能线圈的自感为L₂，内阻为R₂，电流为与所述母排之间的互感为M₂；所述第一取能线圈与所述第二取能线圈之间的互感为M₁₂；

且有：

其中，ω为所述母排的电流的角频率，R＝R₁+R₂为所述第一取能线圈的内阻和所述第二取能线圈的内阻之和，M为所述第一取能线圈与所述母排之间的互感和所述第二取能线圈与所述母排之间的互感之和。

3.根据权利要求2所述的双线圈非侵入式磁场取能系统，其特征在于：R_Li＝π²R/16。

4.根据权利要求3所述的双线圈非侵入式磁场取能系统，其特征在于：所述整流器包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和开关管，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管、所述第四二极管按照全桥方式连接，所述开关管反向并联所述第四二极管，所述控制模块通过控制所述开关管而控制所述整流器工作于全桥模式或半桥模式。

5.根据权利要求2～4任一项所述双线圈非侵入式磁场取能系统的宽负载功率提升方法，其特征在于，包括步骤：

S1、计算全桥模式下直流负载R_L等效到整流器交流侧的负载值R_FO为：计算半桥模式下直流负载R_L等效到整流器交流侧的负载值R_HO为：

S2、计算全桥模式下等效交流负载R_FO上的功率表达式P_FO，以及计算半桥模式下等效交流负载R_HO上的功率表达式P_HO；

S3、令P_FO＝P_HO，计算此时的交流负载值R_i；

S4、计算交流负载值R_i所对应的直流负载值作为固定值R_Li；

S5、获取所述直流负载R_L的电压U_L和电流I_L，并通过R_L＝U_L/I_L计算得到直流负载值，并将该直流负载值与固定值R_Li做比较，若该直流负载值大于固定值R_Li，则控制所述整流器切换到半桥模式，若该直流负载值小于固定值R_Li，则控制所述整流器切换到全桥模式。