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龙图腾网获悉河南师范大学申请的专利一种可自动补偿金属障碍物影响的无线电能传输系统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：CN114744780B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01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：202210372007.0，技术领域涉及：H02J50/12；该发明授权一种可自动补偿金属障碍物影响的无线电能传输系统是由王萌;宋光成;施艳艳;殷仁亮设计研发完成，并于2022-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种可自动补偿金属障碍物影响的无线电能传输系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种可自动补偿金属障碍物影响的无线电能传输系统，包括信号发生器、功率放大器、电压控制可变电容器、补偿电容一、补偿电容二、发射线圈、接收线圈和负载，其中信号发生器输出端与功率放大器输入端连接，电压控制可变电容器与补偿电容一并联组成等效可变电容C NEW，该等效可变电容C NEW与发射线圈串联组成发射电路，发射电路两端对应与功率放大器输出端连接；接收线圈与补偿电容二串联组成接收电路，该接收电路两端对应与负载两端连接。本发明利用电压控制可变电容器，在不增加额外元件以及反馈网络的情况下，改变系统的频率特性，提高了无线电能传输的能量传输效率，安全性高，且市场前景广阔。

本发明授权一种可自动补偿金属障碍物影响的无线电能传输系统在权利要求书中公布了：1.一种可自动补偿金属障碍物影响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、补偿电容一、补偿电容二、发射线圈、接收线圈和负载，其中信号发生器输出端与功率放大器输入端连接，电压控制可变电容器与补偿电容一并联组成等效可变电容CNEW，该等效可变电容CNEW与发射线圈串联组成发射电路，发射电路两端对应与功率放大器输出端连接；接收线圈与补偿电容二串联组成接收电路，该接收电路两端对应与负载两端连接；发射线圈用于将电能转换成磁场能量发射到接收线圈，电压控制可变电容器用于改变无线电能传输系统的频率特性，抑制非铁磁性金属障碍物造成的发射线圈和接收线圈的等效参数变化影响，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； 所述可自动补偿金属障碍物影响的无线电能传输系统的具体设计步骤为： 步骤S1：建立考虑到金属障碍物的无线电能传输系统KVL方程组，即： 式中，i1，i2，i3分别为发射线圈的电流，接收线圈的电流，金属障碍物上感应的等效电流；L1，L2分别为发射线圈的自感和接收线圈的自感；Lob为金属障碍物的等效电感；R1，R2分别为发射线圈的等效串联电阻和接收线圈的等效串联内阻；RL为负载电阻；Rob为金属障碍物的等效电阻；ucNEW为等效可变电容CNEW两端的电压；uc2为补偿电容二C2两端的电压；M为发射线圈与接收线圈之间互感；M1ob和M2ob分别为金属障碍物与发射线圈之间的等效互感和金属障碍物与接收线圈之间的等效互感；us为功率放大器的输出电压，即us＝Uscosωt，Us为功率放大器输出电压幅值，ω为信号发生器输出电压波形的角频率，ω＝2πf； 步骤S2：联立步骤S1中的方程，得到： 其中 式中，ΔL1、ΔR1分别为金属障碍物引起发射线圈等效电感变化量和金属障碍物引起发射线圈等效电阻的变化量；ΔL2、ΔR2分别为金属障碍物引起接收线圈等效电感变化量和金属障碍物引起接收线圈等效电阻的变化量； 步骤S3：电压控制可变电容器的库伏特性曲线表示为u1q＝a1q+a3q3，其中，a1，a3均为常系数，由电压控制可变电容器参数决定，u1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，表示为q＝Qcosωt+θ，其中，Q为电压控制可变电容器储存电荷量的幅值，在此基础上，建立不含金属障碍物时发射电路的KVL方程，即： 其中 式中，LΣ为与功率放大器输出端所连接电路的等效电感；RΣ为与功率放大器输出端所连接电路的等效电阻； 步骤S4：解出步骤S3中微分方程的稳态解，得到电路的幅频特性函数，即： 步骤S5：对步骤S4中的方程利用隐函数求导方法求出并且令为0，得到： 整理上式，得到： 步骤S6：将步骤S5得到的整理后的表达式代入步骤S4中电路的幅频特性函数，解出电荷幅值最大值对应的角频率ω0，即： 步骤S7：考虑到金属障碍物引起发射线圈和接收线圈等效参数的变化量ΔL1、ΔL2、ΔR1、ΔR2，得到偏移后的角频率ω1，即： 其中 式中，LΣ ’为变化后的功率放大器输出端所连接电路的等效电感；RΣ ’为变化后的功率放大器输出端所连接电路的等效电阻，Lref为电感部分中间变量，Rref为电阻部分中间变量； 步骤S8：令ω1＝ω0，得到关于补偿电容一C1的方程，即： L1、L2的值由绕制线圈决定，C2的取值需满足调节补偿电容C1使步骤S8中等式成立，得到补偿电容一C1的值，从而完成无线电能传输系统设计，该无线电能传输系统能够抑制非铁磁性金属障碍物造成的影响，进而提高电能传输效率。

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