一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)，包括高頻功率源、發(fā)射部分、接收部分和負(fù)載，發(fā)射部分包括串聯(lián)連接的原邊整數(shù)階電容和原邊整數(shù)階電感，原邊整數(shù)階電感具有原邊電阻；接收部分包括串聯(lián)連接的副邊分?jǐn)?shù)階電容和副邊分?jǐn)?shù)階電感，副邊分?jǐn)?shù)階電感具有副邊電阻。本發(fā)明采用整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階元件混合實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸，增加了參數(shù)設(shè)計的維度，完全區(qū)別于傳統(tǒng)的只由整數(shù)階元件實(shí)現(xiàn)的無線電能傳輸系統(tǒng)。
【專利說明】一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線電能傳輸或無線輸電技術(shù)的領(lǐng)域，特別涉及一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線電能傳輸或無線輸電技術(shù)早在100多年前就由美國發(fā)明家特斯拉(NicolaTesla)在實(shí)驗(yàn)上得到嘗試。2006年，麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員利用物理的共振技術(shù)成功的在2m距離左右以40%的效率點(diǎn)亮了一個60W的燈泡，該實(shí)驗(yàn)不僅僅是特斯拉實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)，更是無線電能傳輸技術(shù)的又一個新突破，并且掀起了無線電能傳輸研究的熱潮。
[0003]目前的無線電能傳輸系統(tǒng)都是基于整數(shù)階電感、電容實(shí)現(xiàn)的，其諧振頻率只由電感值和電容值決定，因此，其系統(tǒng)設(shè)計只需考慮參數(shù)值，無需考慮元件的階數(shù)，設(shè)計的自由度比較少。同時，實(shí)際系統(tǒng)的元件本質(zhì)上是分?jǐn)?shù)階的，但是目前實(shí)際中用的大部分的階數(shù)接近于1，對于分?jǐn)?shù)階的情況完全忽略。傳統(tǒng)的通過整數(shù)階的建模來設(shè)計無線電能傳輸系統(tǒng)，在某些條件下，理論和實(shí)際的誤差可能會很大。
[0004]分?jǐn)?shù)階器件(如分?jǐn)?shù)階電容和分?jǐn)?shù)階電感)概念的來源于分?jǐn)?shù)階微積分的產(chǎn)生，而分?jǐn)?shù)階微積分的概念已經(jīng)有300多年的歷史，幾乎與整數(shù)階微積分同時誕生。但是由于分?jǐn)?shù)階比較復(fù)雜，并且一直沒有很好的數(shù)值分析工具，因此其一直處于理論分析階段。近幾十年來，由于生物技術(shù)、高分子材料等的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)整數(shù)階微積分不能很好的解釋自然界存在的現(xiàn)象，因此分?jǐn)?shù)階微積分開始得到重視，并開始應(yīng)用于工程領(lǐng)域，其在控制領(lǐng)域的研究和應(yīng)用已日益完善。同時，兩端的分?jǐn)?shù)階器件已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室被制造出來。但分?jǐn)?shù)階電路與系統(tǒng)一些特殊的性質(zhì)未得到研究，在無線電能傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用更是未被提及。
[0005]鑒于目前分?jǐn)?shù)階元件或分?jǐn)?shù)階電路在某些方面的巨大優(yōu)勢，并且其還未被應(yīng)用于無線電能傳輸領(lǐng)域，因此有必要提出一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)，包括高頻功率源Vs、發(fā)射部分、接收部分和負(fù)載&，發(fā)射部分包括串聯(lián)連接的原邊整數(shù)階電容Cp和原邊整數(shù)階電感LP，原邊整數(shù)階電感Lp具有原邊電阻Rp;接收部分包括串聯(lián)連接的副邊分?jǐn)?shù)階電容q和副
邊分?jǐn)?shù)階電感4，副邊分?jǐn)?shù)階電感與具有副邊電阻Rs。
[0009]所述的一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)，原邊分?jǐn)?shù)階電容副邊分?jǐn)?shù)階電容^的電壓、電流微分關(guān)系均滿足:
【權(quán)利要求】
1.一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)，包括高頻功率源(Vs)、發(fā)射部分、接收部分和負(fù)載(?)，其特征在于發(fā)射部分包括串聯(lián)連接的原邊整數(shù)階電容(Cp)和原邊整數(shù)階電感(LP)，原邊整數(shù)階電感(Lp)具有原邊電阻(Rp);接收部分包括串聯(lián)連接的副邊分?jǐn)?shù)階電容()和副邊分?jǐn)?shù)階電感(4 )，副邊分?jǐn)?shù)階電感(4.)具有副邊電阻(民)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于原邊分?jǐn)?shù)階電容(q:)、副邊分?jǐn)?shù)階電容(Ct)的電壓、電流微分關(guān)系均滿足:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種整數(shù)階和分?jǐn)?shù)階混合串聯(lián)諧振無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于原邊分?jǐn)?shù)階電感(#)、副邊分?jǐn)?shù)階電感(Ifs )的電壓、電流微分關(guān)系均滿足:
【文檔編號】H02J17/00GK103915911SQ201410129803
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】張波, 黃潤鴻, 丘東元 申請人:華南理工大學(xué)