本发明涉及激光、非接触供电与自动控制的
技术领域：
，具体涉及一种基于飞秒激光的无线输电方法及电能传输装置。
背景技术：
：高强度飞秒激光脉冲在空气中成丝时，将产生很长的低密度等离子体柱，产生的等离子体柱可以用来激发高压电，并在空气中将高压电传导到几米至几十km，甚至更远的距离。飞秒激光发电技术可望解决一些特殊状况下的用电需求，例如通信卫星无线输电、高速电动汽车电源等。飞秒激光传输的脉冲信号强弱可以设定，在电信号接收器上可以获得几kV~几千kV的电压脉冲，其瞬间冲击电流可达几kA。目前，无线充电主要有三种方式：电磁感应式、电磁振动式和无线电波式。电磁感应式无线充电技术基于电磁感应原理，电流流过线圈时将产生磁场，此时将另一个未通电的线圈置入该磁场中，在该线圈中就会产生电流。这种无线充电方式使用距离很短，而且随着距离的增加，电能损耗会变的很大，传输距离基本为厘米级，并且线圈和电路之间需要屏蔽。电磁振动式无线充电技术利用电流通过线圈产生同频率的磁场共振来实现，通过能量发送装置和接收装置内的线圈具有相同的振动频率，将线圈调校为磁共振系统并排列在磁场中，发送端与电源相连接，发送端产生的振荡磁场频率与接收线圈的固有振动频率相同从而在接收端产生共振，实现能量的传播。磁振动式无线充电技术传输距离和效率由磁场的强弱决定，而且这种非辐射电磁场的范围有限，目前只能在较短距离内实现，一般为几米的范围，不适合长距离传输电能，由于该技术要求以特定的频率进行能量传输，因此需要设定特定频率进行保护，并且对线圈尺寸有要求，如果线圈尺寸过小，接收端接收到的功率将大幅减小。无线电波式无线充电技术主要采用微波进行电能传输，微波发射装置为直接插入市电插座的电子设备，微型接收端嵌入被充电电子设备内，对发送器发生的安全低频电磁波进行捕捉。虽然微波辐射式的传输距离最远，但是由于微波辐射式传输存在巨大的空间路径损耗，因此该充电技术的传输功率小，仅能传输小于100mW的功率，仅适用于功率非常小的电子设备。峰值功率密度达到一定值的飞秒激光在空气中传播时，在一定距离范围内出现自聚焦，这种典型的传播叫成丝或自控传播。当光束收缩时脉冲在传播方向上变短，并在横向衍射方向保持很窄的半径，成丝现象既不是被冷冻，又不是时间和空间上的局域结构，成丝可以在没有任何外部导向机构的辅助下，保持很窄的光束直径传播超过衍射长度的距离。空气中成丝结构的物理原理还不是很明了。虽然脉冲在丝状物中传播时，很多物理机理起作用，但是形成过程主要由于两个非线性效应：一方面光学克尔效应，抵消衍射并且根据本身聚焦光束；另一方面多光子吸收限制光束强度。气体电离减小了介质的折射率从而导致光束散焦。丝的一个明显的特点就是它的普适性：无论在固体、液体还是气体中，只要光子能量小于基本的电子转移能量就会出现成丝现象。这表明在非线性区可能存在一个传播动力学强烈吸引区。当中心阻挡物阻止光的传播时，仍然产生细丝。事实上激光存储的能量使成丝重新生成，结果成丝遍及例如雾和雨等不利的大气条件。当激光能量足以在空气中传播一定距离时，丝长度可以达到几米、几十km，甚至更远的距离。成丝的出现为电荷的转移提供了通道，从而实现远距离无线充电。根据设定，飞秒激光的脉冲频率可在一定范围内调节。电信号接收器上的电压脉冲幅值极高，这给电气装置的绝缘提出了很高的要求，如何将电信号接收器上的电压脉冲转变成用户端所需的直流电或交流电是此项技术的瓶颈。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于飞秒激光的无线输电方法及电能传输装置，利用电信号接收电极闪络放电采集飞秒激光的飞秒成丝的电压，利用谐振、滤波和整流电路得到直流电压，实现了飞秒激光的无线电能传输。为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种基于飞秒激光的无线电能传输装置，包括飞秒激光发射装置、电信号发射器和高压电源，飞秒激光发射装置和电信号发射器相连接，电信号发射器与高压电源相连接，其特征在于，所述飞秒激光发射装置和电信号发射器之间的光路上设有电信号接收电极，电信号接收电极与电信号接收器相连接，电信号接收器与谐振电路相连接，谐振电路与非接触变压器相连接，非接触变压器与整流电路相连接，整流电路与BUCK电路相连接，BUCK电路与输出电阻Ro并联连接；所述飞秒激光发射装置与控制器相连接，控制器与第一无线通信模块相连接；所述BUCK电路与驱动电路相连接，驱动电路与控制电路相连接，控制电路分别与第一电流检测电路、第一电压检测电路、第二电流检测电路、第二电压检测电路和第二无线通信模块相连接，第一电流检测电路设置在谐振电路的一端，第一电压检测电路设置在谐振电路的输出端，第二电流检测电路设置在BUCK电路与输出电阻Ro之间，第二电压检测电路设置在BUCK电路的输出端，第二无线通信模块与第一无线通信模块通过无线通信技术相连接。所述谐振电路包括电容C1、电感L1、电感L2和电容C2，电容C1并联在电信号接收器两端，电容C2并联在非接触变压器两端，电感L1和电感L2设置在电容C1和电容C2之间，电感L1和电感L2互相紧密耦合并加装铁芯。所述非接触变压器与整流电路之间并联有电容CS，非接触变压器包括原边线圈的电感LP和副边线圈的电感LS，电感LP与电感LS互相疏松耦合，电感LP与电容C2并联连接，电感LS与电容CS并联连接；所述整流电路包括桥式连接的四个二极管。所述第一电流检测电路设置在电感L1和电感L2之间，第一电压检测电路并联设置在电容C2和电感LP之间。所述整流电路与BUCK电路之间并联有电容C3；所述BUCK电路包括二极管D1、二极管D2、开关管V1、电感L3，二极管D2与电容C3并联连接，二极管D2与电容C3之间设有开关管V1，开关管V1上并联有二极管D1，开关管V1与驱动电路相连接；BUCK电路的输出端并联有电容C4，电容C4与输出电阻Ro并联连接，电感L3设置在二极管D2与电容C4之间。所述第二电流检测电路设置在二极管D2与电容C4之间，第二电压检测电路并联设置在电容C4两端。其无线输电方法为：步骤一：控制器控制飞秒激光发射装置发射飞秒激光脉冲给由高压电源供电的电信号发射器，在此过程中，飞秒激光脉冲向电信号接收电极闪络放电，电信号接收器接收闪络放电的电脉冲得到电压脉冲u1；步骤二：利用谐振电路（10）将电压脉冲u1中的高次谐波滤波并生成自激振荡得到交流谐振电压uP，非接触变压器将交流谐振电压uP通过电磁感应由原边线圈的电感LP传递到副边线圈的电感LS，得到交流谐振电压uS；步骤三：交流谐振电压uS经整流电路的整流得到直流电压u2；直流电压u2经BUCK电路降压和滤波得到直流电压uo；步骤四：第一电流检测电路、第一电压检测电路、第二电流检测电路、第二电压检测电路分别将其检测的电流信号、电压信号传送至控制电路（14），控制电路分别计算输入功率和输出功率；控制电路通过驱动电路控制BUCK电路中开关管的工作状态，调节PWM输出信号的占空比，控制输出功率的大小；控制电路通过第二无线通信模块将输入功率传送至第一无线通信模块，控制器调节飞秒激光发射装置的发出飞秒激光的脉冲强度和输出能量，从而使输出电阻Ro得到稳定的电压。采用能量匹配的方法计算闪络放电的频率与强度，其控制方法为：控制电路根据第二电流检测电路和第二电压检测电路检测的信号计算出输出电压uo和输出电流io瞬时值，计算出输出功率Po(t)=uoio；第一电流检测电路、第一电压检测电路分别检测谐振电路输出端的电流ip和电压up，控制电路将输出电压uo、输出电流io、输出功率Po(t)、电压up和电流ip的信息经由第二无线通信模块、第一无线通信模块传递给控制器；控制器判断输出电压uo的值是否低于限定值，当低于限定值时，控制器控制飞秒激光发射装置发射飞秒激光脉冲，实现紧急启动闪络放电；当输出电压uo的值不低于限定值时，控制器用电压up和电流ip的相图分析功率消耗，忽略其它储能元件的作用，非接触变压器的储能为：WE(t)=Cpup2(t)/2+L1ip2(t)/2+L2ip2(t)/2，则任意两个时间点t1、t2的储能差值为：∆WE(t)=WE(t1)-WE(t2)=[Cpup2(t1)/2+L1ip2(t1)/2+L2ip2(t1)/2]-[Cpup2(t2)/2+L1ip2(t2)/2+L2ip2(t2)/2]，电路总的输入能量Win(t)=uoiot/ƞ=Wo(t)/ƞ；利用以上两个算式计算一次闪络放电需要提供的输入能量Win(t)=∆WE(t)，控制器将计算的输入能量Win(t)设定为飞秒激光发射器的闪络放电强度，当闪络放电的启动定时时间到时，控制器启动闪络放电；然后进入下一次循环程序。本发明的有益效果：利用飞秒激光脉冲在空气中传播产生的非线性现象-成丝，电信号接收电极在飞秒激光脉冲中闪络放电，将闪络放电的电压脉冲滤波并转变成交流电，利用飞秒激光脉冲进行远距离无线输电；经过非接触变压器耦合后的交流电压的峰-峰值可降低到原来的几十分之一甚至更低，后级电路的绝缘程度可以大幅度减小，使后级电路成本大幅度减小。本发明输出电压为直流电压，可供许多设备作为电源使用；能解决一些特殊状况下的用电需求，例如通信卫星无线输电、高速电动汽车电源等。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明基于飞秒激光的无线电能传输装置的结构示意图。图2为本发明的仿真波形。图3为本发明的实验波形。图4为本发明的谐振电路的电压uP和电流iP的相图。图5为本发明的流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。一种基于飞秒激光的无线输电方法及电能传输装置，利用飞秒激光的原理为：飞秒激光在空气中传播，一方面具有光学克尔效应，抵消衍射并且根据本身聚焦光束；另一方面具有多光子吸收限制光束强度。气体电离减小了介质的折射率从而导致光束散焦，从而导致在空气中呈丝状传播，电荷可以沿丝传播。飞秒激光成丝实际上就是一个由峰值功率密度超过一定值的飞秒激光引起的非线性传播区，克尔效应引起的自聚焦，多光子电离和衍射的导致飞秒激光散焦，两者达到平衡就形成了自导引光脉冲，自导引光脉冲在很长的距离范围内以很高的峰值功率密度传播，这就是我们所说的成丝，这些自导引脉冲在气传播区域产生了一弱电离等离子体柱，这是这个弱电离等离子体柱为电荷的传输提供了可能。飞秒激光即使在真空中传播，光束总是发生衍射。高斯光学定律认为当光束传播超过瑞利长度时，高斯光束空间相位增加因子，瑞利长度定义为：（1）；其中，ω0为束腰，λ0为激光在真空中的波长，n0为介质在相应波长的折射率，k=n0k0，k0=2π/λ0分别为在介质和真空中的波数。气体、液体和透明固体都是色散介质。在正色散区，红光比蓝光传播的快，这就意味着传播一段距离后，红光出现在脉冲包络的前端，蓝光出现在后端，就使脉冲加宽，峰值功率减小，这种效应叫群速度色散，用色散长度（LGVD）表示位：（2）。其中，tp为脉宽，k"=∂2k/∂ω2|ω0为波数k(ω)在中心频率ω0展开式中的二次项系数，波数k(ω)级数展开式为：。其中，c为真空中的光速，为光波频率，k’为k的一阶导数。空气的折射率n在电磁场中不仅仅取决于它的频率，也取决于折射率n=n0+n2∙I(r,t)中决定空间和时间的能量I(r,t)。非线性克尔系数n2同3阶磁化率χ(3)=4ε0∙c∙n2∙n02/3有关，其中，ε0为真空中的介电常数，系数n2常常是负的。当脉冲辐照致使折射率增加时，首先讨论单色光（或连续光），此时激光强度不随时间而变。在轴上光束的强度通常是最强的，光束中心波前扭曲效应就类似一个透镜，随着各种不同效应的积累，在没有其他饱和效应的情况下，导致光束依据本身发生灾难性改变。自聚焦的特征长度LSF定义为超过非线性相位积累的长度，可以用积分测量，I为飞秒激光光强，z为长度。自聚焦特征长度可以表示为峰值功率的函数：（3）其中，I0为入射飞秒激光峰值光强，只要输入功率Pin超过临界阈值，自聚焦将克服衍射导致压缩：（4）光束发生压缩时的自聚焦传播长度Lc可以由半经验公式得到很好的近似：（5）其中，LDF是光束的瑞利长度，Lc与LDF一样，随着光斑直径的平方而变化；Pcr为发生自聚焦时的临界功。成丝要求近似无损耗的克尔区，克尔区是由多光子吸收和等离子体散焦引起的。对于成丝现象的产生，激光光子经历成丝的能量是气体电离潜能Ui的很小的一部分，这是很必要的。当时，脉冲衰减（由于双光子和三光子吸收）很严重，以至于产生一很窄的细丝；当时，波长为800nm的激光在空气中传播，=1.5eV，氧气电离潜能Ui～12eV，所以第一个被电离。介质电离要求大量接近的光子受激吸收，这在低功率密度时是不可能的。然而当光束接近坍塌时，脉冲强度急剧增加，电离成为可能。由于电离可能性强烈取决于光的强度，所以电离很突然。光子电离或光场电离都包括多光子区和隧道区。飞秒激光成丝实际上就是一个由峰值功率密度超过一定值的飞秒激光引起的非线性传播区，克尔效应引起的自聚焦，多光子电离和衍射的导致飞秒激光散焦，两者达到平衡就形成了自导引光脉冲，自导引光脉冲在很长的距离范围内以很高的峰值功率密度传播，这就是我们所说的成丝，这些自导引脉冲在气传播区域产生了一弱电离等离子体柱，这是这个弱电离等离子体柱为电荷的传输提供了可能。一种基于飞秒激光的无线电能传输装置，包括飞秒激光发射装置1、电信号发射器5和高压电源6，飞秒激光发射装置1和电信号发射器5相连接，电信号发射器5与高压电源6相连接，所述飞秒激光发射装置1和电信号发射器5之间的光路上设有电信号接收电极41，电信号接收电极41与电信号接收器4相连接，电信号接收器4与谐振电路10相连接，谐振电路10与非接触变压器7相连接，非接触变压器7与整流电路8相连接，整流电路8与BUCK电路9相连接，BUCK电路9与输出电阻Ro并联连接；所述飞秒激光发射装置1与控制器2相连接，控制器2与第一无线通信模块3相连接；所述BUCK电路9与驱动电路13相连接，驱动电路13与控制电路14相连接，控制电路14分别与第一电流检测电路11、第一电压检测电路12、第二电流检测电路15、第二电压检测电路16和第二无线通信模块17相连接，第一电流检测电路11设置在谐振电路10的一端，第一电压检测电路12设置在谐振电路10的输出端，第二电流检测电路15设置在BUCK电路9与输出电阻Ro之间，第二电压检测电路16设置在BUCK电路9的输出端，第二无线通信模块17与第一无线通信模块3通过无线通信技术相连接。谐振电路10包括电容C1、电感L1、电感L2和电容C2，电容C1并联在电信号接收器4两端，电容C2并联在非接触变压器7两端，电感L1和电感L2设置在电容C1和电容C2之间，电感L1和电感L2互相紧密耦合并加装铁芯。非接触变压器7与整流电路8之间并联有电容CS，非接触变压器7包括原边线圈的电感LP和副边线圈的电感LS，电感LP与电感LS互相疏松耦合，电感LP与电容C2并联连接，电感LS与电容CS并联连接；所述整流电路8包括桥式连接的四个二极管。第一电流检测电路11设置在电感L1和电感L2之间，第一电压检测电路12并联设置在电容C2和电感LP之间。整流电路8与BUCK电路9之间并联有电容C3；所述BUCK电路9包括二极管D1、二极管D2、开关管V1、电感L3，二极管D2与电容C3并联连接，二极管D2与电容C3之间设有开关管V1，开关管V1上并联有二极管D1，开关管V1与驱动电路13相连接；BUCK电路9的输出端并联有电容C4，电容C4与输出电阻Ro并联连接，电感L3设置在二极管D2与电容C4之间。第二电流检测电路15设置在二极管D2与电容C4之间，第二电压检测电路16并联设置在电容C4两端。一种基于飞秒激光的无线电能传输装置的无线输电方法为：步骤一：控制器2控制飞秒激光发射装置1发射飞秒激光脉冲给由高压电源6供电的电信号发射器5，在此过程中，飞秒激光脉冲向电信号接收电极41闪络放电，电信号接收器4接收闪络放电的电脉冲得到电压脉冲u1。飞秒激光传输的脉冲信号强弱可以设定，在控制器2的作用下打开飞秒激光发射器1，通过闪络放电在电信号接收器4上可以获得几kV~几千kV的电压脉冲，其瞬间冲击电流可达几kA。步骤二：利用谐振电路（10）将电压脉冲u1中的高次谐波滤波并生成自激振荡得到交流谐振电压uP，非接触变压器7将交流谐振电压uP通过电磁感应由原边线圈的电感LP传递到副边线圈的电感LS，得到交流谐振电压uS。由于闪络放电得到电压脉冲u1的电压值较高、谐波成分较大，采用谐振电路10中的电容C1滤波消除电压脉冲的尖峰；然后由相互紧密耦合的电感L1、电感L2、电容C2、电感LP谐振得到交流谐振电压uP，交流谐振电压uP的谐振频率取决于电感L1、电感L2、电容C2、电感LP、电感LS、电容CS及其后级等效的电阻。非接触变压器7中的副边线圈的电感LS通过电磁感应获得原边线圈的电感LP传递的能量并将其转化成交流谐振电压uS。交流谐振电压uS经谐振电路10滤波和非接触变压器7的电感线圈耦合，峰值降低到原来的几十分之一甚至更低，则后级电路的绝缘程度可以大幅度减小，使后级电路的成本大幅度减小。根据激光输电的距离不同，电信号接收器4上接收的激光信号的衰减程度也有所不同，转化的电压脉冲峰值也会随之相应改变。当电信号接收器4上并联的电容C1两端出现高电压脉冲时，电容C1两端的瞬时电压不能突变，这对于抑制峰值电压非常重要。而与电容C1相联的电感L1和电感L2两端的电流瞬时不能突变，且两个电感产生的磁通相互抵消，电容C2两端的瞬时电压也不能突变，因此在电容C2两端得到近似正弦波的交流谐振电压uP。交流谐振电压uP的频率可以根据飞秒激光发射的激光频率调节，本发明的电路采用了500Hz的激光束，交流谐振电压uP的频率为1kHz。步骤三：交流谐振电压uS经整流电路8的整流得到直流电压u2；直流电压u2经BUCK电路9降压和滤波得到直流电压uo；交流谐振电压uS电压经整流器8整流、电容C3滤波得到直流电压u2，经过滤波的电压u2为脉动直流电，以便后级进一步将其转化成稳定的直流电压。直流电压u2经BUCK电路9降压，电感L3和电容C4滤波得到直流电压uo。步骤四：第一电流检测电路11、第一电压检测电路12、第二电流检测电路15、第二电压检测电路16分别将其检测的电流信号、电压信号传送至控制电路14，控制电路14分别计算输入功率和输出功率；控制电路14通过驱动电路13控制BUCK电路9中开关管的工作状态，调节PWM输出信号的占空比，控制输出功率的大小；控制电路14通过第二无线通信模块17将输入功率传送至第一无线通信模块3，控制器2调节飞秒激光发射装置1的发出飞秒激光的脉冲强度和输出能量，从而使输出电阻Ro得到稳定的电压。控制电路14获取非接触变压器7和输出电阻Ro处的电流信号、电压信号后计算输入功率和输出功率，综合判断后向驱动电路13或第二无线通信模块17发送反馈控制信号，从而控制输出功率的大小。本发明中的电路中的主要参数如表1所示。本发明电路中电压脉冲u1、交流谐振电压uP、交流谐振电压uS和输出的直流电压uo的仿真波形如图2所示，电信号接收器4接收闪络放电的电脉冲得到电压脉冲u1的实验波形如图3所示。由图2和图3的结果可以验证上述分析的正确性。表1实验系统主要参数参数数值参数数值电容C10.01μF电感LS20mH电容C22μF电容C310μH电感L110mH电容C41000μH电感L210mH电压u1100kV脉冲电感L310mH电压uo310V直流电感LP20mHBUCK电路fV25kHz飞秒激光提供的能量属于脉冲电荷源性质，其能量转化成的交流谐振电压uP为自激振荡电压，其电压幅值随能量衰减而逐步减小，直到下一个闪络放电脉冲到来才重新注入振荡能量，电压幅值也会有所上升。后级电路处理交流谐振电压uP得到稳定的直流电压uo，为了稳定直流电压uo，在电路末端设置电容C4作为大容量储能元件，考虑到电容C4的容量有限，当供需不平衡时其端电压会有波动，为了保证波动范围在允许的范围内（±5%以内），对供需能量的平衡需要实时精确的控制方法。与其他类型的电源不同是，本发明反馈控制的对象是飞秒激光脉冲在中途向电信号接收电极41闪络放电的电荷量和飞秒激光脉冲的发射频率（主要是控制电荷量，负荷变化不大时不调整发射频率）。闪络放电的电荷量由飞秒激光脉冲的强度和高压电源6的电压决定。要实现精确的电荷控制必须首先分析闪络放电脉冲与交流谐振电压uP和电流iP的关系。交流谐振电压uP和电流iP的相图的示意图如图4所示。由图4可知，在没有闪络放电脉冲时，电压uP与电流iP的振荡呈环状衰减趋势，直到下一个闪络放电脉冲到来，相图的动点迅速向外移动；当闪络放电脉冲结束，交流谐振电压uP与电流iP的振荡又呈环状衰减趋势，环面的大小即取决于电荷的多少，又取决于负载的大小。在交流谐振电压uP和电流iP的相图从电压uP的一个过零点运行到另一个过零点时，其运行时间为1/2振荡周期，将该周期分频为30个采样点，则每个采样点处的电压电流值与上一个振荡周期的同一采样点的结果相比较，如果其电压电流值大于上一个振荡周期的同一采样点的结果，表明在此期间出现了闪络放电，反之则表明振荡呈环状衰减趋势。从动点移动到动点时没有出现闪络放电，能量逐步衰减，相图在内侧环面运动；从动点移动到动点时出现闪络放电，相图从内侧环面运动到外侧环面；从动点向动点移动时，时没有出现闪络放电，相图在外侧环面运动；随着谐振能量的逐步减弱相图逐渐沿环面向内侧运动。对于闪络放电的能量大小的判断采用交流谐振电压uP和电流iP的相图来分析与计算。从图1、图2和图4可以看出，交流谐振电压uP和电流iP的相图每运行一圈表示经过一个振荡周期。忽略部分储能元件的作用，非接触变压器7的储能为WE(t)=Cpup2(t)/2+L1ip2(t)/2+L2ip2(t)/2，输出能量Wo(t)=uoiot/ƞ，其中，t表示时间，ƞ表示效率。当没有闪络放电出现时，每一个振荡周期交流谐振电压uP和电流iP的峰值都会衰减，输出的直流电压uo也会减少。由于电路各级的滞后效应，闪络放电的能量需要在直流电压uo没有减少到预设下限时就提前出现，其能量注入与消耗尽可能精确匹配。本发明采用能量匹配的方法计算闪络放电的频率与强度，其控制方法为：控制电路14根据第二电流检测电路15和第二电压检测电路16检测的信号计算出输出电压uo和输出电流io瞬时值，计算出输出功率Po(t)=uoio；第一电流检测电路11、第一电压检测电路12分别检测谐振电路10输出端的电流ip和电压up，控制电路14将输出电压uo、输出电流io、输出功率Po(t)、电压up和电流ip的信息经由第二无线通信模块17、第一无线通信模块3传递给控制器2；控制器2判断输出电压uo的值是否低于限定值，当低于限定值时，控制器2控制飞秒激光发射装置1发射飞秒激光脉冲，实现紧急启动闪络放电；当输出电压uo的值不低于限定值时，控制器2用电压up和电流ip的相图分析功率消耗，忽略其它储能元件的作用，非接触变压器7的储能为：WE(t)=Cpup2(t)/2+L1ip2(t)/2+L2ip2(t)/2，则任意两个时间点t1、t2的储能差值为：∆WE(t)=WE(t1)-WE(t2)=[Cpup2(t1)/2+L1ip2(t1)/2+L2ip2(t1)/2]-[Cpup2(t2)/2+L1ip2(t2)/2+L2ip2(t2)/2]，电路总的输入能量Win(t)=uoiot/ƞ=Wo(t)/ƞ；利用以上两个算式计算一次闪络放电需要提供的输入能量Win(t)=∆WE(t)，控制器2将计算的输入能量Win(t)设定为飞秒激光发射器1的闪络放电强度，当闪络放电的启动定时时间到时，控制器2启动闪络放电；然后进入下一次循环程序。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3