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龙图腾网获悉河南师范大学申请的专利一种抗位置偏移的无线电能传输系统及设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115473350B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211067611.9，技术领域涉及：H02J50/12；该发明授权一种抗位置偏移的无线电能传输系统及设计方法是由王萌;宋光成;施艳艳;殷仁亮;王梦梦;郭景景设计研发完成，并于2022-09-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种抗位置偏移的无线电能传输系统及设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种抗位置偏移的无线电能传输系统及设计方法，其中无线电能传输系统包括信号发生器、功率放大器、电压控制可变电容器、谐振电容、补偿电容、电流控制可变电感器、发射线圈、接收线圈和负载。本发明还具体公开了该抗位置偏移的无线电能传输系统的设计方法。本发明利用电压控制可变电容器和电流控制可变电感器，在不利用反馈网络以及有源器件的情况下，改变系统的频率特性，在发射线圈和接收线圈相对位置发生变化时，保持较高的传输效率，安全性高且市场前景广阔。

本发明授权一种抗位置偏移的无线电能传输系统及设计方法在权利要求书中公布了：1.一种抗位置偏移的无线电能传输系统，其特征在于包括信号发生器、功率放大器、电压控制可变电容器、谐振电容、补偿电容、电流控制可变电感器、发射线圈、接收线圈和负载，其中信号发生器与功率放大器输入端连接，电压控制可变电容器和发射线圈串联组成发射电路，发射电路两端和功率放大器的输出端连接，接收线圈、谐振电容、补偿电容、电流控制可变电感器并联连接组成接收电路，接收电路两端和负载两端连接，发射线圈是将电能转换成磁场能量发射到接收线圈，接收线圈用于接收发射线圈发射的磁场能量并转换成电能，电压控制可变电容器和电流控制可变电感器用于改变无线电能传输系统的频率特性，补偿因发射线圈与接收线圈的相对位置发生变化时，耦合因数下降造成的影响； 所述抗位置偏移的无线电能传输系统的具体设计过程为： 步骤1：建立系统的KVL方程组，即： 式中，us表示功率放大器的输出电压，即us＝Uscosωt，ω为信号发生器输出电压波形的角频率，ω＝2πf，Us表示功率放大器输出电压的幅值；Rs表示功率放大器的内阻；i1，i2分别为发射线圈和接收线圈的电流；L1，L2分别为发射线圈和接收线圈的自感；ucs表示电压控制可变电容器两端的电压；M表示发射线圈和接收线圈的互感；RL表示负载电阻的阻值；uRL表示负载两端的电压；Cp1,Cp2分别表示谐振电容和补偿电容的容值；iLP表示流过电流控制可变电感器的电流； 步骤2：联立步骤1中的方程，将接收电路等效到发射电路，得到解耦后的发射电路的时域方程： 式中，Z2表示接收电路的总阻抗，Zref表示反射阻抗；电压控制可变电容器的库伦-伏特特性曲线可表示为ucsq＝a1q+a3q3，其中，a1，a3为常系数，可由电压控制可变电容器参数决定，ucs为电压控制可变电容器两端的电压，q为电压控制可变电容器储存的电荷量，其表示为q＝Acosωt-θ，其中，A为电压控制可变电容器储存电荷量的幅值，θ为电压控制可变电容器储存的电荷量与功率放大器输出电压之间相位差； 步骤3：将q＝Acosωt-θ代入步骤2的方程，并利用三角函数公式cos3a＝3cosa+cos3a4，并忽略高次谐波，得到： 其中： 式中，ω0为发射电路的自然谐振频率；γ为阻尼系数；ε为恢复力的三次项系数；F为外激励参数； 步骤4：分别令步骤3中cosωt和sinωt前的系数相等，并且利用三角函数公式sin2a+cos2a＝1消去相角θ得到关于A和ω的方程，即幅频特性方程： 步骤5：将步骤2中的方程线性化，并且利用Routh-Hurwitz判据求出使系统稳定的条件，即： 式中，L1值由绕制线圈决定，调节ω的值，使发射电路在满足步骤5中不等式成立条件的情况下使ω尽可能大，从而完成发射电路的设计； 步骤6：再将发射电路等效到接收电路，并且由于Cp1的取值满足和L2的谐振条件，即L2Cp1ω2＝1，可消除Cp1和L2所在的支路，接收电路等效成一电流源和Cp2，Lp和RL并联的电路，其时域方程为： 式中，Ip为等效电流源的发出电流的幅值，即Ip＝ωAML2，A由步骤4中的幅频响应方程获得，电流控制可变电感器的的韦伯-安培特性曲线可表示为iLPψ＝b1ψ+b3ψ3，b1，b3为常系数，由电流控制可变电感器参数决定，ip为流过电流控制可变电感器的电流，ψ为电流控制可变电感器储存的磁通量，表示为其中，B为电流控制可变电感器储存磁通量的幅值，为电流控制可变电感器储存的磁通量与等效电流源之间相位差； 步骤7：使用和步骤3同样的方法，得到关于B和ω的方程，即接收电路的幅频特性方程，即： 其中 式中，ω1为接收电路的自然谐振频率；ξ为阻尼系数，δ为恢复力的三次项系数；K为发射电路等效到接收电路后的外激励参数； 步骤8：将步骤6中的方程线性化，并且利用Routh-Hurwitz判据求出使系统稳定的条件，即： 调节Cp2的值使步骤8中不等式成立的同时使Cp2尽可能的大，得到补偿电容的容值，从而完成抗位置偏移的无线电能传输系统的设计。

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