一种无线供电系统和输电系统的制作方法

本发明涉及无线供电，尤其涉及一种无线供电系统和输电系统。

背景技术：

1、当前的无线供电系统可分为一对一、一对多、多对一、多对多四种系统，其中一对一无线供电系统包括一个逆变器、一个发射线圈和一个接收端，当存在多个接收端用电需求时，就需要多个逆变器和多个发射端，使得系统结构复杂，灵活性差，综合利用率低，建设、运营、维护成本高；一对多无线供电系统有两种，一种包括一个逆变器、一个发射线圈和多个小接收线圈，另一种包括一个逆变器、多个发射线圈和多个小接收线圈，都存在传输效率低，电磁辐射严重的问题。

2、而且，现有的无线供电系统中每个发射线圈都独立拥有一套补偿电路，使得系统的体积大、结构复杂，成本高，大多数系统只能实现拓扑功能，不能实现系统的效率优化。

技术实现思路

1、本发明提供了一种无线供电系统和输电系统，以解决现有的多负载无线供电系统中存在的体积大，结构复杂，成本高的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种无线供电系统，包括：发射侧单元、接收侧单元和n个输出单元，其中n为大于或等于2的正整数；发射侧单元包括发射线圈，发射侧单元用于将接入的直流电能转换为交流电能，并通过发射线圈将交流电能发射至接收侧单元；接收侧单元包括与发射线圈成对设置的接收线圈，接收线圈用于接收交流电能；第1个输出单元的第一端连接接收线圈的第一端，第n个输出单元的第二端连接接收线圈的第二端，第j个输出单元的第二端连接第（j+1）个输出单元的第一端，其中1≤j≤n-1；输出单元包括谐振分压单元和整流器，谐振分压单元的第一端作为输出单元的第一端，谐振分压单元的第二端作为输出单元的第二端，谐振分压单元用于在谐振状态下使得负载回路的无功功率为零；整流器的第一输入端与谐振分压单元的第三端连接，整流器的第二输入端与谐振分压单元的第二端连接，整流器用于将交流电能转换为直流电能。

3、可选地，谐振分压单元包括谐振分压电容和谐振电感；谐振分压电容的第一端作为谐振分压单元的第一端，谐振分压电容的第二端作为谐振分压单元的第二端；谐振电感的第一端连接谐振分压电容的第一端，谐振电感的第二端作为谐振分压单元的第三端。

4、可选地，谐振分压电容为固定电容。

5、可选地，当无线供电系统完全谐振时，谐振分压电容需满足以下条件：

6、；

7、其中，表示虚数单位，表示电流角频率，表示各谐振分压电容的电容值，表示接收线圈的电感值，谐振接收电容的电容值。

8、可选地，当无线供电系统完全谐振时，谐振分压电容还需要满足以下条件；

9、；

10、其中，表示各负载上的输出电压的相量值，表示虚数单位，为逆变器输出电压的相量值，表示电流角频率，表示发射线圈与接收线圈互感，表示各谐振分压电容的电容值，其中1≤i≤n。

11、可选地，接收侧单元还包括谐振接收电容，谐振接收电容的第一端与接收线圈的第一端连接，谐振接收电容的第二端与第1个输出单元的第一端连接。

12、可选地，发射侧单元还包括逆变器；逆变器的输入端接入直流电，逆变器的第一输出端与发射线圈的第一端连接，逆变器的第二输出端与发射线圈的第二端连接。

13、可选地，发射侧单元还包括谐振发射电容，谐振发射电容的第一端与逆变器的第一输入端连接，谐振发射电容的第二端与发射线圈的第一端连接。

14、第二方面，本发明实施例提供了一种输电系统，包括：监测设备和用于为监测设备供电的无线供电系统；无线供电系统包括第一方面提供的无线供电系统。

15、本发明实施例的无线供电系统，包括发射侧单元、接收侧单元和n个输出单元，通过多个输出单元共享一个接收线圈，仅使用一对耦合机构（即接收线圈和发射线圈），就可实现多个独立的电压输出，体积小、结构简单、成本低。

16、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种无线供电系统，其特征在于，包括：发射侧单元、接收侧单元和n个输出单元，其中n为大于或等于2的正整数；

2.根据权利要求1所述的无线供电系统，其特征在于，所述谐振分压单元包括谐振分压电容和谐振电感；

3.根据权利要求2所述的无线供电系统，其特征在于，所述谐振分压电容为固定电容。

4.根据权利要求2所述的无线供电系统，其特征在于，当所述无线供电系统完全谐振时，所述谐振分压电容需满足以下条件：

5.根据权利要求4所述的无线供电系统，其特征在于，当所述无线供电系统完全谐振时，所述谐振分压电容还需要满足以下条件；

6.根据权利要求1所述的无线供电系统，其特征在于，所述接收侧单元还包括谐振接收电容，所述谐振接收电容的第一端与所述接收线圈的第一端连接，所述谐振接收电容的第二端与第1个所述输出单元的第一端连接。

7.根据权利要求1所述的无线供电系统，其特征在于，所述发射侧单元还包括逆变器；

8.根据权利要求7所述的无线供电系统，其特征在于，所述发射侧单元还包括谐振发射电容，所述谐振发射电容的第一端与所述逆变器的第一输入端连接，所述谐振发射电容的第二端与所述发射线圈的第一端连接。

9.一种输电系统，其特征在于，包括：监测设备和用于为所述监测设备供电的无线供电系统；所述无线供电系统包括权利要求1-8任一项所述的无线供电系统。

技术总结
本发明公开了一种无线供电系统和输电系统，无线供电系统包括：发射侧单元、接收侧单元和n个输出单元；发射侧单元包括发射线圈，发射侧单元用于将接入的直流电能转换为交流电能，并通过发射线圈将交流电能发射至接收侧单元；接收侧单元包括与发射线圈成对设置的接收线圈，第1个输出单元的第一端连接接收线圈的第一端，第n个输出单元的第二端连接接收线圈的第二端，第j个输出单元的第二端连接第（j+1）个输出单元的第一端；输出单元包括谐振分压单元和整流器，谐振分压单元用于在谐振状态下使得负载回路的无功功率为零。本发明可以解决现有的多负载无线供电系统中存在的体积大，结构复杂，成本高的问题。

技术研发人员：聂少雄,李鹏,尹旭,田兵,王志明,李立浧,张佳明,林跃欢,刘胜荣,钟枚汕,韦杰,张伟勋
受保护的技术使用者：南方电网数字电网研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16