平面型自组织无线电能传输网络及无线电能组网传输方法

摘要

本发明公开了一种平面型自组织无线电能传输网络及无线电能组网传输方法，属于无线电能传输领域。本发明包括N个无线电能传输节点，N为≥2的整数，其中每个无线电能传输节点均由电能变换储存模块、第一能量发射/接收模块、第二能量发射/接收模块、电量检测模块、存储媒介、节点协调控制模块和无线通信模块组成，本发明能够按照网内节点发出的能量需求信息自主实现电能传递，并且能够实现电能双向传输，保证网内设备能量高效率且均衡持续的供给，并且能够提升无线电能网络节点电磁能空间传输能力，扩大传输范围。

主权项

一种平面型自组织无线电能传输网络，其特征在于：包括N个无线电能传输节点，N为≥2的整数，其中每个无线电能传输节点均由电能变换储存模块（2）、第一能量发射/接收模块（1）、第二能量发射/接收模块（3）、电量检测模块（5）、存储媒介（6）、节点协调控制模块（4）和无线通信模块（7）组成，所述第一能量发射/接收模块（1）与第二能量发射/接收模块（3）的结构完全相同；其中所述无线通信模块（7）与所述节点协调控制模块（4）双向连接，所述无线通信模块（7）用于完成网络控制及协调信号的传输以及相关模块状态信号的传递；所述节点协调控制模块（4）与所述第一能量发射/接收模块（1）、第二能量发射/接收模块（3）、电量检测模块（5）和电能变换储存模块（2）均为双向连接，所述节点协调控制模块（4）用于完成能量传输路由的协调及实现网络拓扑的自组织控制；所述存储媒介（6）与电量检测模块（5）双向连接，所述电量检测模块（5）用于检测无线电能传输节点的能量剩余情况；所述存储媒介（6）与电能变换储存模块（2）双向连接，所述存储媒介（6）用于存储/释放电能；所述电能变换储存模块（2）与所述第一能量发射/接收模块（1）、第二能量发射/接收模块（3）均为双向连接，所述电能变换储存模块（2）用于第一能量发射/接收模块（1）、第二能量发射/接收模块（3）与存储媒介之间的能量流向控制；所述第一能量发射/接收模块（1）、第二能量发射/接收模块（3）用于完成能量发射或实现能量接收；所述第一能量发射/接收模块（1）包括第一能量发射/接收指向线圈（10）、第一高频谐振模块（12）、第一电能双向变换模块（13）和第一滤波整形模块（14）；所述第一滤波整形模块（14）为第七电容（C7）；所述第一电能双向变换模块（13）设置有4个分别带有反并联二极管的绝缘栅双极型晶体管(S1~S4)，其中各反并联二极管的正极分别连接对应绝缘栅双极型晶体管的发射极，负极分别连接对应绝缘栅双极型晶体管的集电极，第一绝缘栅双极型晶体管（S1）、第二绝缘栅双极型晶体管（S2）、第三绝缘栅双极型晶体管（S3）和第四绝缘栅双极型晶体管（S4）的栅极均与所述节点协调控制模块（4）的第一控制端连接，第一绝缘栅双极型晶体管（S1）的发射极与第二绝缘栅双极型晶体管（S2）的集电极连接，第一绝缘栅双极型晶体管（S1）的集电极与第三绝缘栅双极型晶体管（S3）的集电极连接，第二绝缘栅双极型晶体管（S2）的发射极与第四绝缘栅双极型晶体管（S4）的发射极连接，第三绝缘栅双极型晶体管（S3）的发射极与第四绝缘栅双极型晶体管（S4）的集电极连接；所述第一高频谐振模块（12）由串联的第一磁感线圈（L1）和第二电容（C2）组成，所述第一能量发射/接收指向线圈（10）的第一输入/输出端依次通过所述第一磁感线圈（L1）、第二电容（C2）连接所述第一绝缘栅双极型晶体管（S1）的发射极，第二输入/输出端连接所述第三绝缘栅双极型晶体管（S3）的发射极，且所述第三绝缘栅双极型晶体管（S3）的集电极连接所述第七电容（C7）的第一端，所述第四绝缘栅双极型晶体管（S4）的发射极连接所述第七电容（C7）的第二端。