[发明专利]一种无线能量传输系统及方法

摘要

本发明涉及一种无线能量传输系统及方法，通过开关对接收电路进行储能模式和放电模式的切换，当开关闭合时，负载被短路，且次级谐振电路处于储能模式，当开关断开时，负载接入，且次级谐振电路处于放电模式，并将其储存的能量释放给负载；实现将次级谐振电路作为接收电路的AC‑DC转换器的电流源输入，提高电压转换比，从而提高输出电压，更能满足高输出电压的应用要求，不需要额外的片外电容；而且通过适时关闭功率放大器，有利于节省发射能源，提高系统的传输效率，且不需要采用复杂的反馈技术或者无线通信技术，也能将接收电路的模式切换信号返回到发射电路中，大大降低系统复杂度。

主权项

1.一种无线能量传输系统，其特征在于：包括发射电路和接收电路；所述发射电路发射能量，所述接收电路通过磁耦合的方式接收由所述发射电路发射的能量；所述发射电路包括供电电路、栅极驱动控制电路、功率放大器、初级谐振电路和数据检测单元；所述供电电路为所述栅极驱动控制电路和所述功率放大器供电；所述功率放大器的输入端与所述栅极驱动控制电路的输出端电连接，输出端与所述初级谐振电路串接；且所述功率放大器用于对输入信号进行放大处理，并输出到所述初级谐振电路中；所述初级谐振电路用于将能量发射到所述接收电路；所述数据检测单元用于感应初级谐振电路的初级电流变化，并根据初级电流和预输入的门限电压处理得到功率通断控制信号，并输出至所述栅极驱动控制电路，由所述栅极驱动控制电路根据所述功率通断控制信号控制所述功率放大器的工作状态；以及，所述接收电路包括次级谐振电路、AC‑DC转换器、储能控制单元和电流检测单元；所述次级谐振电路与所述初级谐振电路通过磁场耦合，接收由所述初级谐振电路发射的能量；所述AC‑DC转换器的输入端与所述次级谐振电路的输出端电连接，输出端用于接入负载；所述储能控制单元并联连接于所述次级谐振电路和AC‑DC转换器之间；所述电流检测单元用于检测次级谐振电路的次级电流大小，并根据次级电流和预设的电流峰值处理得到负载通断控制信号，并输出至所述储能控制单元，通过储能控制单元控制负载的接入或短路；当电流检测单元检测到的次级电流小于预设的电流峰值时，储能控制单元控制负载短路，能量存储在次级谐振电路中，而不释放到负载上；且数据检测单元通过栅极驱动控制电路控制所述功率放大器导通；当电流检测单元检测到的次级电流等于或大于预设的电流峰值时，储能控制单元控制负载接入，能量从次级谐振电路释放到负载上；且数据检测单元通过栅极驱动控制电路控制所述功率放大器截止；当电流检测单元检测到的次级电流从预设的电流峰值下降至零时，储能控制单元控制负载短路，且数据检测单元通过栅极驱动控制电路控制所述功率放大器再次导通。