一种多电压等级间自适应切换的直流负载无线供电系统

摘要

本发明公开了的一种多电压等级间自适应切换的直流负载无线供电系统，包括能量无线发射系统、能量无线接收系统、电压等级可调式抗干扰稳压系统。电压等级可调式抗干扰稳压系统包括高能密磁悬浮飞轮储能系统、永磁无刷直流发电机、电压检测电路及通过开关控制信号控制的功能开关、稳压储能电容阵列、功率稳压管阵列。电压等级可调式抗干扰稳压系统将高频无线电能转化为机械能储存，继而由机械能转化为直流电能，通过信号控制选择合适等级的电压为负载供电。通过电能-机械能-电能的能量形式的变化，解决了无线电能传输系统能量输出抗干扰能力差的问题，可应用于多种电压等级直流负载的无线供电。

主权项

一种多电压等级间自适应切换的直流负载无线供电系统，其特征在于：包括能量无线发射系统、能量无线接收系统以及电压等级可调式抗干扰稳压系统；所述能量无线发射系统通过磁谐振方式将电能传输至所述能量无线接收系统；所述电压等级可调式抗干扰稳压系统用于根据负载所需电压等级自适应调节输出稳压直流电；其中，所述电压等级可调式抗干扰稳压系统包括磁悬浮飞轮储能系统、永磁无刷直流发电机、电压检测电路、电压分级控制器、可控互动开关阵列、稳压储能电容阵列、功率稳压管阵列；所述磁悬浮飞轮储能系统与永磁无刷直流发电机连接，磁悬浮飞轮储能系统的电能输入端连接所述能量无线接收系统；所述稳压储能电容阵列由第一至第n个储能电容依次顺序串联组成，所述功率稳压管阵列由第一至第n个功率稳压管依次顺序串联组成，所述稳压储能电容阵列和功率稳压管阵列并联在所述永磁无刷直流发电机的电流输出端；所述可控互动开关阵列包括n组可控功能开关队，第i组可控功能开关队由两只同时开通或关断的可控功能开关(S_i1、S_i2)组成，其中i＝1.2.3...n；所述第i组可控功能开关队中第一个可控功能开关(S_i1)的一端与第i、(i+1)个储能电容的连接点相连，所述第一个可控功能开关(S_i1)的另一端与第i、(i+1)个功率稳压管的连接点相连，所述第二个可控功能开关(S_i2)的一端与第i、(i+1)个功率稳压管的连接点相连，所述第二个可控功能开关(S_i2)的另一端连接负载的负极输入端，所述负载的正极输入端连接所述永磁无刷直流发电机的正极输出端；所述电压检测电路用于检测永磁无刷直流发电机输出的直流电压值，所述电压分级控制器用于根据所述直流电压值和负载所需电压等级的差值控制所述n组可控功能开关队中一组开关闭合。