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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种具有恒定输出特性的中继线圈式多负载无线输电系统，包括直流电源、至少2个发射装置、至少2个接收装置和1个中继装置，发射装置数量和接收装置数量相同，且一一对应；直流电源同时给所有发射装置供电，每个发射装置由依次相连的全桥逆变器、发射侧谐振电容、发射线圈、电流采样电路、过零比较器和驱动器组成，驱动器与全桥逆变器相连；每个接收装置均由串联在一起的接收线圈、接收侧谐振电容和负载组成；中继装置由串联在一起的中继线圈和谐振电容阵列组成，谐振电容阵列包含至少2条并联的谐振电容支路，谐振电容支路数量与发射装置和接收装置数量一致。本发明恒定输出，可为具有不同频率和功率需求的多个负载同时无线输电。

主权项：1.一种具有恒定输出特性的中继线圈式多负载无线输电系统，其特征在于，所述系统包括直流电源、至少2个发射装置、至少2个接收装置和1个中继装置，所述发射装置的数量和接收装置的数量相同，且一一对应；所述直流电源同时给所有发射装置供电，每个发射装置由依次相连的全桥逆变器、发射侧谐振电容、发射线圈、电流采样电路、过零比较器和驱动器组成，所述驱动器与全桥逆变器相连；每个接收装置均由串联在一起的接收线圈、接收侧谐振电容和负载组成；所述中继装置由串联在一起的中继线圈和谐振电容阵列组成，其中，所述谐振电容阵列包含至少2条并联的谐振电容支路，所述谐振电容支路的数量与发射装置和接收装置的数量一致；第i个发射装置的发射线圈和第i个接收装置的接收线圈的形状和大小一样，i=1,2,……,n；所述系统需要满足以下条件： ；式中，ωTi0、ωZi0、ωRi0分别为第i个发射装置的固有谐振角频率、中继线圈串联第i条谐振电容支路的固有谐振角频率、以及第i个接收装置的固有谐振角频率，且、、，LTi和CTi分别为第i个发射装置的发射线圈电感值和发射侧谐振电容值，LZ和CZi分别为中继装置的中继线圈电感值和第i条谐振电容支路的电容值，LRi和CRi分别为第i个接收装置的接收线圈电感值和接收侧谐振电容值；-RNi和rTi分别为第i个发射装置的等效负电阻和发射线圈等效内阻；RLi和rLi分别为第i个接收装置的负载电阻值和接收线圈等效内阻；ki1为第i个发射装置的发射线圈与中继线圈的耦合系数，ki2为第i个接收装置的接收线圈与中继线圈的耦合系数，且、，其中MTi为第i个发射装置的发射线圈与中继线圈的互感值，MRi为第i个接收装置的接收线圈与中继线圈的互感值，i=1,2,……,n；所述第i个发射装置和第i个接收装置一一对应，定义为一组，且定义第i组发射装置和接收装置的临界耦合系数kCi为：，当区域时，系统保持恒定输出，即输出功率Poi和传输效率ηi与耦合系数ki1和ki2无关，且满足： ；式中，VTi为第i个发射装置的全桥逆变器输出电压方波的有效值，且，Vdc为直流电源电压值；LTi和rTi分别为第i个发射装置的发射线圈电感值和发射线圈等效内阻；LRi为第i个接收装置的接收线圈电感值；RLi和rLi分别为第i个接收装置的负载电阻值和接收线圈等效内阻。

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