CN110994813A - 一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统及方法，属于航天能源技术领域。本发明实现当无线供电系统的能量传输距离改变时，利用接收端线圈的自动有级调节方式和恒功率控制方法，可解决由于传输距离大范围变化而导致的负载输出功率波动的问题，是一种适用于不同传输距离的无线供电系统，同时也是一种输出功率恒定的无线供电系统。

Description

一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，

背景技术

无线供电系统可通过利用线圈建立磁场传输能量，可随着无线供电系统的使用条件越来越苛刻，要求能量传输距离大范围可变，且保持输出功率不变，传统的无线供电系统无法满足该要求。随着传输距离变化，能量发射线圈与接收线圈的互感值M将在一定范围内变化，由公式(1)和(2)可知，M值可直接影响能量接收端的感应电压U_S，从而改变输出功率，其中ω为无线供电系统的谐振角频率，I_P为能量发射线圈的电流。因此，可通过检测接收端感应电压U_S +无线通信的方式调节能量发射线圈电流I_P，保持U_S不变，从而保持接收端输出功率基本不变，虽然该方法可保证输出功率基本不变，但需要增加检测与通信电路，加大了系统电路设计难度。鉴于此，本设计提出一种分段线圈自动有级调节及恒功率控制方法，当传输距离在一定范围内变化时，改变输出到 DC/DC模块的能量接收线圈的自感，根据反馈信息调整传输参数，使输出功率基本恒定。

U_S＝jωMI_P(1)

传统的无线供电系统一般采用开环控制，即根据既定不变的传输距离设计参数，但在系统实际运行过程中，由于人为或环境因素的影响，传输距离或系统参数偏离设定值，而无线供电系统的谐振网络和线圈参数难以根据实际情况实时调整，这无疑会引起输出功率的波动。因此，本设计提出了一种接收端线圈自动有级调节及功率控制方式，解决由于传输距离大范围变化而导致的负载输出功率波动的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，解决了由于传输距离变化而导致的负载输出功率波动的问题。

本发明的技术解决方案是：一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，包括能量数据发送模块和能量数据接收模块；所述能量数据发送模块包括第一电压检测单元、发射模块控制单元、第一数据收发天线单元、第一驱动电路和数据调制解调模块，以及依次连接的功率因数校正电路、第一DC/DC 变换器、逆变电路模块和能量发射线圈；所述功率因数校正电路、第一DC/DC 变换器、逆变电路模块串联构成电压变换电路；所述能量数据接收模块包括用于与能量发射线圈进行磁耦合作用、实现无线电能传输的能量接收线圈、第二电压检测单元、第二驱动电路、接收模块控制单元、第二数据调制解调单元和第二数据收发天线单元，以及与能量接收线圈依次连接的整流电路、继电器和第二DC/DC变换器；

第一电压检测单元用于检测逆变电路的输入电压，并将检测结果发送给发射模块控制单元；

发射模块控制单元依次与数据调制解调模块和第一数据收发天线单元连接，第一数据收发天线单元接收初始电压调整信息，发送给数据调制解调模块，数据调制解调模块处理后生成电压调整信息发送至发射模块控制单元；发射模块控制单元根据输入电压与电压调整信息，通过对应的第一驱动电路调整电压变换电路的输出电压，使能量发射线圈的输出功率维持在预设值；

第二DC/DC变换器的另一端并联在负载电路的两端，第二电压检测单元用于检测所述整流电路的输出电压，并将检测结果发送给接收模块控制单元；

接收模块控制单元通过第二数据调制解调单元与第二数据收发天线单元连接，第二数据收发单元与第一数据收发单元实现无线通信，接收模块控制单元根据第二输出电压和预设目标输出电压生成初始电压调整信息，并通过第二数据收发天线单元向第一数据收发天线单元反馈初始电压调整信息；接收模块控制单元接收整流电路的输出电压，通过对应的第二驱动电路调整第二DC/DC 变换器的占空比。

进一步地，所述整流电路、继电器和第二DC/DC变换器构成能量接收支路；所述能量数据接收模块包括若干并联的能量接收支路，每个能量接收支路中的第二无功补偿模块均与，每个能量接收支路中的第二DC/DC变换器均与外部负载接口连接。

进一步地，所述能量接收线圈包括并联的若干段整线圈，每一能量接收支路中均连接一段整线圈。

进一步地，所述第二电压检测单元与每个能量接收支路中的整流电路的输出端连接，对每个能量接收支路的输出电压进行检测。

进一步地，所述接收模块控制单元与每个能量接收支路中的继电器连接，用于在确定某条能量接收电路的输出电压的值不在预设电压范围内时，通过对应的继电器断开对应的能量接收支路；还用于当确定某条能量接收电路的输出电压的值在预设电压范围内时，通过对应的继电器恢复对应的能量接收支路的连接。

进一步地，每个能量接收支路中的第二DC/DC转换器的元器件参数相同，且预设电压范围与第二DC/DC转换器的正常工作电压范围一致。

进一步地，所述能量发送模块中逆变电路模块和能量发射线圈之间，以及能量数据接收模块中能量接收线圈和整流电路之间设有无功补偿电路，用于维持电压稳定。

进一步地，还包括保护滤波电路，所述保护滤波电路的输出端与功率因数校正电路连接，其输入端与外部电压源连接。

进一步地，所述第一电压检测单元、发射模块控制单元和第一数据收发天线单元的工作电源由电源电路的输出电压提供，第二电压检测单元、接收模块控制单元和第二数据收发天线单元的工作电源由所述整流电路的输出电压提供。

进一步地，所述外部电压源的输入电压为220V。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明提出的在传输距离动态变化性，无线供电系统分段线圈设计方法，克服了传统无线供电系统只能在不变的传输距离下工作的模式。

(2)本发明提出的在传输距离动态变化下，无线供电系统功率控制方法，实现了能量传输距离改变时利用接收端线圈的自动有级调节方式和恒功率控制方法，可解决由于传输距离大范围变化而导致的负载输出功率波动的问题。

(3)本发明提出的无线供电系统设计方法，使无线供电线圈具备近场通信的模式，利用通信能力做了距离变化的功率控制，提高了无线供电的智能化自主管理。

附图说明

图1为本发明无线供电系统组成框图；

图2为本发明适用于不同传输距离的无线供电系统结构框图；

图3为本发明无线供电系统功率控制流程图；

图4为本发明能量接收端控制流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行进一步解释和说明。

如图1，一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，包括能量数据发送模块和能量数据接收模块；所述能量数据发送模块包括第一电压检测单元、发射模块控制单元、第一数据收发天线单元、第一驱动电路和数据调制解调模块，以及依次连接的功率因数校正电路、第一DC/DC变换器、逆变电路模块和能量发射线圈；所述功率因数校正电路、第一DC/DC变换器、逆变电路模块串联构成电压变换电路；所述能量数据接收模块包括用于与能量发射线圈进行磁耦合作用、实现无线电能传输的能量接收线圈、第二电压检测单元、第二驱动电路、接收模块控制单元、第二数据调制解调单元和第二数据收发天线单元，以及与能量接收线圈依次连接的整流电路、继电器和第二DC/DC变换器；

第一电压检测单元用于检测逆变电路的输入电压，并将检测结果发送给发射模块控制单元；

发射模块控制单元依次与数据调制解调模块和第一数据收发天线单元连接，第一数据收发天线单元接收初始电压调整信息，发送给数据调制解调模块，数据调制解调模块处理后生成电压调整信息发送至发射模块控制单元；发射模块控制单元根据输入电压与电压调整信息，通过对应的第一驱动电路调整电压变换电路的输出电压，使能量发射线圈的输出功率维持在预设值；

第二DC/DC变换器的另一端并联在负载电路的两端，第二电压检测单元用于检测所述整流电路的输出电压，并将检测结果发送给接收模块控制单元；

接收模块控制单元通过第二数据调制解调单元与第二数据收发天线单元连接，第二数据收发单元与第一数据收发单元实现无线通信，接收模块控制单元根据第二输出电压和预设目标输出电压生成初始电压调整信息，并通过第二数据收发天线单元向第一数据收发天线单元反馈初始电压调整信息；接收模块控制单元接收整流电路的输出电压，通过对应的第二驱动电路调整第二DC/DC 变换器的占空比。

具体的，一种适用于传输距离动态变化下的无线供电线圈设计及其功率控制系统，包括：能量数据发送模块和能量数据接收模块。能量数据发送模块包括依次连接的电源电路、电压变换电路、逆变电路和能量发射线圈，第一电压检测单元用于逆变电路的输入电压U1，并将检测结果发送给发射模块控制单元；发射模块控制单元与第一数据收发天线单元连接，其用于根据输入电压U1与第一数据收发天线单元发送的电压调整信息通过对应的驱动电路调整电压变换电路的输出电压；能量数据接收模块包括用于与能量发射线圈进行磁耦合作用实现无线电能传输的能量接收线圈，以及与能量接收线圈依次连接的整流电路和第二DC/DC变换器，第二DC/DC变换器并联在负载电路的两端，第二电压检测单元用于检测所述整流电路的输出电压U2，并将检测结果发送给接收模块控制单元，接收模块控制单元与第二数据收发天线单元连接，第二数据收发单元可与第一数据收发单元实现无线通信，接收模块控制单元用于根据输出电压 U2和预设的目标输出电压Uset通过第二数据收发天线单元向第一数据收发天线单元反馈电压调整信息。总体实现方案如图1所示。

所述整流电路、继电器和第二DC/DC变换器构成能量接收支路；所述能量数据接收模块包括若干并联的能量接收支路，每个能量接收支路中的第二无功补偿模块均与，每个能量接收支路中的第二DC/DC变换器均与外部负载接口连接。所述能量接收线圈包括并联的若干段整线圈，每一能量接收支路中均连接一段整线圈。所述第二电压检测单元与每个能量接收支路中的整流电路的输出端连接，对每个能量接收支路的输出电压进行检测。

优选地，为了设计适用于不同传输距离的无线供电技术和输出功率恒定的无线供电线圈，采用如下方案：

(1)所述接收模块控制单元与每个能量接收支路中的继电器连接，用于在确定某一整流电路的输出电压U0的值不在预设电压范围内时，通过对应的继电器断开对应的能量接收支路，当确定某一整流电路的输出电压U0的值在预设电压范围内时，通过对应的继电器恢复对应的能量接收支路的连接。

(2)能量接收单元中的n段能量接收线圈由被分割成n段的整线圈组成，每一能量接收支路中的能量接收线圈具有相同的起点；其电源电路包括依次连接的电压源、保护滤波电路、PFC电路和第二DC/DC转换器。

(3)每一能量接收支路还包括连接在对应的能量接收线圈和整流电路之间的无功补偿电路，能量发射单元还包括连接在逆变电路和能量发射线圈之间的第一无功补偿电路。各第二DC/DC转换器的元器件参数相等，且预设电压范围与第二DC/DC转换器的正常工作电压范围一致。

(4)本发明提供的适用于不同传输距离的无线供电系统具备多个能量接收支路，且每一能量接收支路包括一段能量接收线圈、与该段能量接收线圈依次连接的整流电路、继电器和DC/DC转换器，并且电压检测单元可以对每一能量接收支路中整流电路的输出电压进行检测，并将检测到的每一整流电路的输出电压U0发送给控制器，控制器用于将检测到的每一整流电路的输出电压U0 与预设电压范围进行比较，并根据比较结果通过对应的继电器切断对应的能量接收支路或恢复对应的能量接收支路的连接，也即在能量传输距离发生变化时，系统可以自动选择合适的能量接收支路来接收能量供负载使用，从而达到稳定输出功率的效果。具体设计详见图2。

(5)为了实现输出功率恒定的无线供电系统，在能量发送模块设计了位于逆变电路和能量发射线圈之间的第一无功补偿电路和能量数据接收模块设计了位于能力接收线圈和整流电路的第二无功补偿电路。

(6)在接收模块控制单元，根据输出电压U2和负载电路的工作电压通过对应的驱动电路，调整第二DC/DC变换器的占空比。

(7)第一电压检测单元、发射模块控制单元和第一数据收发天线单元组成的第一信号传输模块的工作电源由能量发送模块电源电路的输出电压(发射端由输入电压220V)提供，第二电压检测单元、接收模块控制单元和第二数据收发天线单元组成的第二信号传输模块的工作电源由所述整流电路(DC/HFAC) 的输出电压提供。

本发明提出一种传输距离动态变化下的无线供电线圈设计及其功率控制方法，主要功能是实现当无线供电系统的能量传输距离改变时，利用接收端线圈的自动有级调节方式和恒功率控制方法，可解决由于传输距离大范围变化而导致的负载输出功率波动的问题。

具体的实施方式主要包括对适用于不同传输距离的无线供电系统设计和对输出功率恒定的无线供电系统设计。具体步骤为：

1、适用于不同传输距离的无线供电系统

适用于不同传输距离的无线供电系统包括能量发射单元、能量接收单元、电压检测单元和控制器，其中能量发射单元包括依次连接的电源电路、逆变电路和能量发射线圈，能量接收单元包括n个能量接收支路，每一能量接收支路的两个输出端与负载电路的两端连接，也即每一能量接收支路并联在负载电路的两端，每一能量接收支路包括一段能量接收线圈、与该段能量接收线圈依次连接的整流电路、继电器和第二DC/DC转换器，每段能量接收线圈与能量发射线圈单独配谐，如图2所示。为了使系统适应的不同传输距离更为广泛，各能量接收线圈的线圈参数互不相同。电压检测单元用于对每一能量接收支路中整流电路的输出电压进行检测，并将检测到的每一整流电路的输出电压U0发送给控制器，控制器用于将每一整流电路的输出电压U0与预设电压范围进行比较，并根据比较结果通过对应的继电器切断对应的能量接收支路或恢复对应的能量接收支路的连接。

控制器用于在确定某一整流电路的输出电压U0的值不在预设电压范围内时，通过对应的继电器断开对应的能量接收支路，当确定某一整流电路的输出电压U0的值在预设电压范围内时，通过对应的继电器恢复对应的能量接收支路的连接。各第二DC/DC转换器的元器件参数相等，且预设电压范围与第二 DC/DC转换器的正常工作电压范围一致，这样该系统通过第二DC/DC转换器的正常工作电压限制的特性，便可自动选择需要的能量接收线圈工作，使能量传输线圈之间的互感值在小范围内波动，从而稳定能量接收线圈的感应电压和负载输出功率。每一能量接收支路既可以各自连接一个对应的电压检测单元，也可以由多个能量接收支路连接同一个电压检测单元。

在分段式线圈中，能量接收单元中的n段能量接收线圈可以由被分割成n 段的整线圈组成，每一能量接收支路中的能量接收线圈具有相同的起点，整线圈被分割成n段，分割点分别为A0、A1、A2……An，A1段起点为点A0，终点为点A1，A2段起点为点A0，终点为点A2，An段起点为点A0，终点为点 An，每段线圈独自配谐、整流和经过DC/DC变换后并联接到负载。

每一能量接收支路还包括连接在对应的能量接收线圈和整流电路之间的第二无功补偿电路，能量发射单元还包括连接在逆变电路和能量发射线圈之间的第一无功补偿电路。

电源电路包括依次连接的电压源、保护滤波电路、PFC电路和第一DC/DC 转换器，无线供电系统的主要供电流程为：工频交流电经过保护滤波处理和 PFC处理接入第一DC/DC转换器进行电压变换后输出直流电，直流电经过高频逆变(DC/HFAC)电路输出百kHz级的高频交流电，高频交流电加载于带无功补偿的能量发射线圈上激发出交变磁场，接收线圈在交变磁场中获得磁能后利用第二无功补偿电路变换为高频交流电，高频交流电经过整流(HFAC/DC) 电路输出直流电，直流电输入DC/DC变换模块后输出给负载使用。

以第二DC/DC变换器输入电压范围为36-76VDC为例进行说明，能量发射线圈开始传输能量后，若能量传输距离d在规定范围内变化，如果Ai段能量接收线圈拾取电压经整流后，输出电压低于第二DC/DC变换器的输入电压下限，则说明当前处于欠压状态，则编号值小于i的能量接收线圈都不能工作，若Aj段能量接收线圈拾取电压经整流后，输出电压高于第二DC/DC变换器的输入电压上限，则说明当前处于过压状态，则编号值大于j的能量接收线圈均不能工作(i≤j)，只有连接i-j段能量接收线圈的第二DC/DC变换器能够将整流后的电压变换成设定的负载输出电压。

系统为保护第二DC/DC变换器，引入电压检测单元，若第二DC/DC变换器的输入电压达到保护电压上限，MCU(也即控制器)便可以通过对应的继电器切断对应的第二DC/DC变换器与前级电路的连接。该工作模式下，Ai-Aj段能量接收线圈同时工作，根据提出的分段线圈结构，结合DC/DC变换器输入电压限制的特性，可自动有级地选择能量接收线圈段工作，使能量传输线圈之间的互感值M在小范围内波动，从而稳定能量接收线圈的感应电压和负载输出功率。

最后需要说明的是，在其他的一些实施例中，若DC/DC变换器的正常工作电压范围较大，无法使系统输出满足输出功率稳定的要求，则可以自行根据当前的实际工作要求合理设置上述的预设电压范围。

当无线供电系统的能量传输距离改变时，只需利用第二DC/DC变换器的输入电压范围的限制，通过能量接收线圈的分段结构设计，来自动选择合适的能量接收线圈，达到稳定互感值值和输出功率的效果。

2、输出功率恒定的无线供电系统

输出功率恒定的无线供电系统包括能量数据发送模块和能量数据接收模块，其中，能量数据发送模块包括依次连接的电源电路、电压变换电路、逆变电路和能量发射线圈，第一电压检测单元用于检测逆变电路的输入电压U1，并将检测结果发送给发射模块控制单元，发射模块控制单元与第一数据收发天线单元连接，发射模块控制单元用于根据逆变电路的输入电压U1与第一收发天线单元接收的电压调整信息通过对应的驱动电路调整电压变换电路的输出电压。如图1所示，发射模块控制单元可以通过对应的驱动电路分别对PFC电路、第一 DC/DC变换器以及逆变电路进行控制，通过对PFC电路、第一DC/DC变换器进行控制可以调整逆变电路的输入电压。

能量数据接收模块包括用于与能量发射线圈进行磁耦合作用实现无线电能传输的能量接收线圈，以及与能量接收线圈依次连接的整流电路和第二DC/DC 变换器，第二DC/DC变换器并联在负载电路的两端，第二电压检测单元用于检测整流电路的输出电压U2，并将检测结果发送给接收模块控制单元，接收模块控制单元与第二数据收发天线单元连接，第二数据收发单元可与第一数据收发单元实现无线通信，接收模块控制单元用于根据整流电路的输出电压U2和预设的目标输出电压Uset通过第二数据收发天线单元向第一数据收发天线单元反馈电压调整信息，以供发射模块控制单元可以根据该电压调整信息调整逆变电路的输入电压，以使得整流电路的输出电压满足要求，从而得到满足要求的系统输出功率。预设的目标输出电压Uset是系统的输出功率满足要求时整流电路对应的输出电压。

第一数据收发天线单元和第二数据收发天线单元均由天线和数据调制解调模块构成。能量发送模块电源电路包括电压源和保护滤波电路；电压变换电路包括依次连接的PFC电路和第一DC/DC变换器。能量数据发送模块还包括连接在逆变电路和能量发射线圈之间的第一无功补偿电路，能量数据接收模块还包括连接在能量接收线圈和所述整流电路之间的第二无功补偿电路。

电能传输的核心原理是电磁感应原理，通过电能-磁能-电能的能量变换过程实现电能的无线传输。本实施例所提供的系统的主要工作流程为：工频交流电经过保护滤波和PFC处理接入第一DC/DC变换器进行电压变换后输出直流电，直流电经过高频逆变(DC/HFAC)电路输出百kHz级的高频交流电，高频交流电加载于带第一无功补偿电路的能量发射线圈上激发出交变磁场，能量接收线圈在交变磁场中获得磁能后利用第二无功补偿电路变换为高频交流电，高频交流电经过整流(HFAC/DC)电路输出直流电，直流电输入第二DC/DC变换器后输出给负载使用。

由第一电压检测单元、发射模块控制单元和第一数据收发天线单元组成的第一信号传输模块的工作电源可以直接由电源电路的输出电压提供；由第二电压检测单元、接收模块控制单元和第二数据收发天线单元组成的第二信号传输模块的工作电源可以直接由整流电路的输出电压提供。第一信号传输模块和第二信号传输模块组成无线供电系统的信号数据传输系统，因此，信号数据传输系统的工作电源由能量传输系统提供。接收模块控制单元还用于根据整流电路的输出电压U2和负载电路的工作电压通过对应的驱动电路调整第一DC/DC变换器的占空比，从而使得第二DC/DC变换器的输出电压满足负载的工作电压要求。

基于上述的输出功率恒定的无线供电系统，还提供了一种控制方法，详如图3所示，工频交流电220V接入系统后，通过电能变换后给能量发射和信号传输供电，能量数据发送模块完成自检及初始化，并判断各电路模块是否正常，如是，则各驱动电路工作，如否，则发送信息报告错误后关机，具体而言，在各驱动电路正常工作后，系统执行下述步骤，包括：

S1：通过驱动电路将逆变电路的输入电压设置为Ud1，Ud1表示无线传输距离为距离下限d1时，系统的输出功率满足要求时所对应的逆变电路的输入电压；

S2：判断第一数据收发天线单元是否接收到第二数据收发天线单元反馈的电压调整信息，如否，转至S3，否则，转至S4；

当能量接收端的HFAC/DC电路的输出电压过低时，将无法得到控制电源，第二DC/DC变换器与副边信号反馈过程均不会启动，原边不能收到反馈的电压调整信息，则说明当前的传输距离大于d1，因此接下来可以等步长增大逆变输入电压，直到原边信号反馈模块接收到反馈信号或逆变电路的输入电压 Uin>Ud2(若Uin>Ud2后仍未收到反馈的电压调整信息，则说明系统待检修，需要关机)。

S3：通过驱动电路增大逆变电路的输入电压后转至S2；

S4：判断整流电路的输出电压U2是否等于预设的目标输出电压Uset，，如是，转至S5，否则，转至S6；

S5：保持当前状态下所述逆变电路的输入电压；

S6：判断整流电路的输出电压U2是否大于预设的目标输出电压Uset，，如是，转至S7，否则，转至S8；

S7：通过驱动电路减小逆变电路的输入电压；

S8：判断当前状态下逆变电路的输入电压是否大于Ud2，，如是，转至S9，否则，转至S10，Ud2表示无线传输距离为距离上限d2时，系统的输出功率满足要求时所对应的逆变电路的输入电压；

S9：关机；

此时说明参数发生了变化或者此时的传输距离已经超过传输范围上限，可进行关机处理。

S10：通过对应的驱动电路增大逆变电路的输入电压。

第二数据收发天线单元可以直接将整流电路的输出电压U2和目标输出电压Uset作为电压调整信息通过数据收发天线单元发送给发射模块控制单元，此时的上述步骤都由发射模块控制单元执行，也可以由接收模块控制单元根据整流电路的输出电压U2和目标输出电压Uset生成电压增大调整信息、电压减小调整信息或电压保持信息发送给发射模块控制单元，以供发射模块控制单元对逆变电路的输入电压进行对应的调整。

对于能量数据接收模块，其可以执行如图4所示的步骤，能量数据接收模块自检及初始化后，判断各电路模块是否正常，若正常，能量接收线圈拾取到能量之后，通过电能变换，向电压调整信息反馈系统和负载供电，同时电压调整信息反馈系统通过天线将电压调整信息传输至能量发射端；若不正常，直接关机处理。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：包括能量数据发送模块和能量数据接收模块；所述能量数据发送模块包括第一电压检测单元、发射模块控制单元、第一数据收发天线单元、第一驱动电路和数据调制解调模块，以及依次连接的功率因数校正电路、第一DC/DC变换器、逆变电路模块和能量发射线圈；所述功率因数校正电路、第一DC/DC变换器、逆变电路模块串联构成电压变换电路；所述能量数据接收模块包括用于与能量发射线圈进行磁耦合作用、实现无线电能传输的能量接收线圈、第二电压检测单元、第二驱动电路、接收模块控制单元、第二数据调制解调单元和第二数据收发天线单元，以及与能量接收线圈依次连接的整流电路、继电器和第二DC/DC变换器；

第一电压检测单元用于检测逆变电路的输入电压，并将检测结果发送给发射模块控制单元；

发射模块控制单元依次与数据调制解调模块和第一数据收发天线单元连接，第一数据收发天线单元接收初始电压调整信息，发送给数据调制解调模块，数据调制解调模块处理后生成电压调整信息发送至发射模块控制单元；发射模块控制单元根据输入电压与电压调整信息，通过对应的第一驱动电路调整电压变换电路的输出电压，使能量发射线圈的输出功率维持在预设值；

第二DC/DC变换器的另一端并联在负载电路的两端，第二电压检测单元用于检测所述整流电路的输出电压，并将检测结果发送给接收模块控制单元；

接收模块控制单元通过第二数据调制解调单元与第二数据收发天线单元连接，第二数据收发单元与第一数据收发单元实现无线通信，接收模块控制单元根据第二输出电压和预设目标输出电压生成初始电压调整信息，并通过第二数据收发天线单元向第一数据收发天线单元反馈初始电压调整信息；接收模块控制单元接收整流电路的输出电压，通过对应的第二驱动电路调整第二DC/DC变换器的占空比。

2.根据权利要求1所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：所述整流电路、继电器和第二DC/DC变换器构成能量接收支路；所述能量数据接收模块包括若干并联的能量接收支路，每个能量接收支路中的第二无功补偿模块均与，每个能量接收支路中的第二DC/DC变换器均与外部负载接口连接。

3.根据权利要求2所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：所述能量接收线圈包括并联的若干段整线圈，每一能量接收支路中均连接一段整线圈。

4.根据权利要求2所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：所述第二电压检测单元与每个能量接收支路中的整流电路的输出端连接，对每个能量接收支路的输出电压进行检测。

5.根据权利要求4所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：所述接收模块控制单元与每个能量接收支路中的继电器连接，用于在确定某条能量接收电路的输出电压的值不在预设电压范围内时，通过对应的继电器断开对应的能量接收支路；还用于当确定某条能量接收电路的输出电压的值在预设电压范围内时，通过对应的继电器恢复对应的能量接收支路的连接。

6.根据权利要求2所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：每个能量接收支路中的第二DC/DC转换器的元器件参数相同，且预设电压范围与第二DC/DC转换器的正常工作电压范围一致。

7.根据权利要求1所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：所述能量发送模块中逆变电路模块和能量发射线圈之间，以及能量数据接收模块中能量接收线圈和整流电路之间设有无功补偿电路，用于维持电压稳定。

8.根据权利要求1所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：还包括保护滤波电路，所述保护滤波电路的输出端与功率因数校正电路连接，其输入端与外部电压源连接。

9.根据权利要求8所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：所述第一电压检测单元、发射模块控制单元和第一数据收发天线单元的工作电源由电源电路的输出电压提供，第二电压检测单元、接收模块控制单元和第二数据收发天线单元的工作电源由所述整流电路的输出电压提供。

10.根据权利要求8所述的一种传输距离动态变化下的无线供电功率控制系统，其特征在于：所述外部电压源的输入电压为220V。

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