磁耦合谐振无线电能传输方法、存储介质及设备技术

本发明专利技术实施例提供一种磁耦合谐振无线电能传输方法，包括：分别检测无线电能传输系统的发射端与第一接收端和第二接收端之间的互感M

Transmission method, storage medium and equipment of magnetic coupling resonance radio

【技术实现步骤摘要】
磁耦合谐振无线电能传输方法、存储介质及设备
本专利技术涉及电能传输
，具体地涉及一种磁耦合谐振无线电能传输方法、存储介质及设备。
技术介绍
无线电能传输(wirelesspowertransfer,WPT)也称作为无线电力传输、非接触电能传输、无线充电，指的是借助物理空间的能量载体，通过非电线、非接触的方法，传输电能。其摆脱了传统导线的束缚，使得电能传输更灵活、更安全，有着广泛的应用场景。磁耦合谐振方式采用磁场感应，通过调整收发线圈的参数使得收发线圈具有相同的谐振频率，当系统高频电源频率为谐振频率时系统处于谐振状态，电能通过收发线圈的共振进行传输。磁耦合谐振具有良好的传输特性，传输距离适中，传输过程无方向性，良好的穿透性。多接收无线电能传输系统指的是，在无线电能传输网络的末端存在着多个接收设备，发送端可以同时为这些设备提供能量供给。多接收的磁耦合谐振式系统的框架如图1所示，现有技术都只针对单个接收端系统，搭建了磁耦合谐振式无线电能传输系统，并应用自动调节阻抗匹配技术提高系统效率输出功率，但是没有考虑到多个接收端的应用场景。本申请专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，现有技术的上述方案，在多个接收端的情况下，当接收端的相对位置比较靠近时，存在接收端之间的交叉耦合使得等效到发送端的反射阻抗不为纯电阻会影响到阻抗匹配网络参数的计算和调节的缺陷。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种磁耦合谐振无线电能传输方法，该方法考虑到接收端之间的交叉耦合，在阻抗匹配网络参数的计算和调节过程中，将接收端之间的耦合系数作为参考因素，以此通过动态调整，降低了接收端之间的交叉耦合对电能传输的影响，提高了无线电能传输系统的传输效率、输出功率。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种磁耦合谐振无线电能传输方法，所述方法包括：可选的，分别检测无线电能传输系统的发射端与第一接收端和第二接收端之间的互感Ms-1和Ms-2，根据所述互感Ms-1和Ms-2，分别计算发射端与第一接收端和第二接收端之间的耦合系数Ks-1和Ks-2，所述无线电能传输系统包括所述发射端和至少2个所述接收端；检测所述第一接收端与所述第二接收端之间的互感M1-2，根据所述互感M1-2，计算所述第一接收端与所述第二接收端之间的耦合系数K1-2；以及根据计算得到的所述耦合系数Ks-1、Ks-2和K1-2，计算串联补偿电感，并接入计算所得大小的电感；根据计算得到的所述耦合系数Ks-1、Ks-2和K1-2，计算LC值，并将LC阻抗匹配网络参数调整为计算所得的所述LC值。可选的，所述根据所述互感Ms-1和Ms-2，分别计算发射端与第一接收端和第二接收端之间的耦合系数Ks-1和Ks-2包括根据以下公式进行计算：其中，Ls表示所述发射端的线圈的电感值，L1表示所述第一接收端的线圈的电感值，L2表示所述第二接收端的线圈的电感值。可选的，所述根据所述互感M1-2，计算所述第一接收端与所述第二接收端之间的耦合系数K1-2包括根据以下公式进行计算：其中，L1表示所述第一接收端的线圈的电感值，L2表示所述第一接收端的线圈的电感值。可选的，所述根据计算得到的所述耦合系数Ks-1、Ks-2和K1-2，计算串联补偿电感包括通过以下公式进行计算：其中，Ls表示所述发射端的线圈的电感值，Q1L表示所述第一接收端的线圈的品质因素，Q2L表示所述第二接收端的线圈的品质因素。可选的，所述根据计算得到的所述耦合系数Ks-1、Ks-2和K1-2，计算LC值包括：确定所述无线电能传输系统的输入阻抗Rin与电源内阻Rs的大小关系；在Rin＞Rs的情况下，接入正L型阻抗匹配网络，并根据预设的LC计算公式计算所述LC值；以及在Rin＜Rs的情况下，接入反L型阻抗匹配网络，并根据预设的LC计算公式计算所述LC值。可选的，所述预设的LC计算公式包括：在Rin＞Rs的情况下，通过以下公式进行计算：其中，ω0是谐振角频率，Rs表示电源内阻，Rin表示输入阻抗，Ls表示所述发射端的线圈的电感值，Q1L表示所述第一接收端的线圈的品质因素，Q2L表示所述第二接收端的线圈的品质因素；以及在Rin＜Rs的情况下，通过以下公式进行计算：其中，ω0是谐振角频率，Rs表示电源内阻，Rin表示输入阻抗，Ls表示所述发射端的线圈的电感值，Q1L表示所述第一接收端的线圈的品质因素，Q2L表示所述第二接收端的线圈的品质因素。另一方面，本专利技术提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述磁耦合谐振无线电能传输方法。另一方面，本专利技术提供一种设备，所述设备包括至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行上述磁耦合谐振无线电能传输方法。通过上述技术方案，分别检测发射端与第一接收端和第二接收端之间的互感，根据检测到的发射端与第一接收端和第二接收端之间的互感分别计算发射端与第一接收端和第二接收端之间的耦合系数。考虑到接收端之间的交叉耦合，检测第一接收端与第二接收端之间的互感，并根据第一接收端与第二接收端之间的互感计算第一接收端与第二接收端之间的耦合系数，将发射端与第一接收端和第二接收端之间的耦合系数以及第一接收端与第二接收端之间的耦合系数作为综合考虑因素，计算串联补偿电感，并接入计算所得大小的电感；计算LC值，并将LC阻抗匹配网络参数调整为计算所得的所述LC值；在考虑到接收端之间的交叉耦合，在阻抗匹配网络参数的计算和调节过程中，将接收端之间的耦合系数作为参考因素，以此通过动态调整，降低了接收端之间的交叉耦合对电能传输的影响，提高了无线电能传输系统的传输效率、输出功率。本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1是现有技术中多接受的磁耦合谐振式系统框架示意图；图2是本专利技术实施例提供的交叉耦合电路模型示意图；图3是本专利技术实施例提供的磁耦合谐振无线电能传输方法的流程示意图；图4是本专利技术实施例提供的具有补偿电感的发射端阻抗匹配示意图；图5是正反融合L型阻抗匹配网络。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。图2示出了本专利技术实施例提供的交叉耦合电路模型示意图，如图2所示，对于具有至少两个接收端的磁耦合谐振式无线电能传输系统，考虑两个接收端之间的交叉耦合，其中，Vs是高频电源电压的有效值，Rs本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁耦合谐振无线电能传输方法，其特征在于，所述方法包括：/n分别检测无线电能传输系统的发射端与第一接收端和第二接收端之间的互感M

【技术特征摘要】
1.一种磁耦合谐振无线电能传输方法，其特征在于，所述方法包括：
分别检测无线电能传输系统的发射端与第一接收端和第二接收端之间的互感Ms-1和Ms-2，根据所述互感Ms-1和Ms-2，分别计算发射端与第一接收端和第二接收端之间的耦合系数Ks-1和Ks-2，所述无线电能传输系统包括所述发射端和至少2个所述接收端；
检测所述第一接收端与所述第二接收端之间的互感M1-2，根据所述互感M1-2，计算所述第一接收端与所述第二接收端之间的耦合系数K1-2；以及
根据计算得到的所述耦合系数Ks-1、Ks-2和K1-2，计算串联补偿电感，并接入计算所得大小的电感；以及
根据计算得到的所述耦合系数Ks-1、Ks-2和K1-2，计算LC值，并将LC阻抗匹配网络参数调整为计算所得的所述LC值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述互感Ms-1和Ms-2，分别计算发射端与第一接收端和第二接收端之间的耦合系数Ks-1和Ks-2包括根据以下公式进行计算：



其中，Ls表示所述发射端的线圈的电感值，L1表示所述第一接收端的线圈的电感值，L2表示所述第二接收端的线圈的电感值。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述互感M1-2，计算所述第一接收端与所述第二接收端之间的耦合系数K1-2包括根据以下公式进行计算：



其中，L1表示所述第一接收端的线圈的电感值，L2表示所述第二接收端的线圈的电感值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据计算得到的所述耦合系数Ks-1、Ks-2和K1-2，计算串联补偿电感包括通过以下公式进行计算：



其中，Ls表示所述发射端的线圈的电感值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉，林鸿高，
申请(专利权)人：无锡北邮感知技术产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32