本發(fā)明涉及一種基于太陽能供電的雷達影像無線充電結構。

背景技術：

目前無線充電技術的研究主要在于電動汽車和手機等設備的無線充電，而對于雷達影像，對其進行無線充電的研究還很少。對于無線電能傳輸的研究，目前國內外主要研究的是高頻，大功率的無線電能傳輸，并且對于輸入和輸出功率控制的不多。目前在全國中大城市中，公用自行車開始普及，雷達影像的充電問題始終是一個困擾我們的問題，所有急需一種方便快捷又省時省力的雷達影像無線充電方式。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種基于太陽能供電的雷達影像無線充電結構。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種基于太陽能供電的雷達影像無線充電結構，包括充電箱和電路；

所述充電箱包括箱體，所述箱體上方設置太陽能面板，所述箱體的兩端設置支架，所述箱體內部設置矩形充電電池，所述太陽能面板電性連接矩形充電電池，所述箱體內部設置電路，所述矩形充電電池為多個平行設置，所述箱體正面設置圓形充電口和矩形充電口；

所述電路包括太陽能陣列電池、逆變電路、原邊諧振電路、副邊諧振電路、整流濾波電路、boost電路，所述太陽能陣列電池電連接逆變電路，逆變電路電連接原邊諧振電路，原邊諧振電路通過磁場耦合連接副邊諧振電路，副邊諧振電路電連接整流濾波電路，整流濾波電路電連接boost電路，boost電路電連接電動車；所述原邊諧振電路及副邊諧振電路為lc串聯諧振形式的諧振電路；所述boost電路電連接dsp主控單元；所述原邊諧振電路設有原邊主程序；所述副邊諧振電路設有副邊主程序。

進一步的，所述原邊主程序包括：設置系統(tǒng)時鐘、進行pwm驅動電路信號初始化、執(zhí)行主循環(huán)程序。

進一步的，所述副邊主程序包括：設置系統(tǒng)時鐘、進行pwm驅動電路信號初始化、執(zhí)行adc中斷服務程序、執(zhí)行主循環(huán)程序。

進一步的，所述adc中斷服務程序包括：清除中斷標志、讀取ad轉換結果、調用判斷程序、改變開關控制位的值。

進一步的，所述整流濾波電路為全橋整流電路，且設有整流器。

進一步的，所述boost電路設有boost變換器，且采用基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案。

進一步的，所述基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案為：整流器輸出端依次電連接boost變換器及48v蓄電池，dsp電連接驅動電路及boost變換器，整流器輸出電壓經采樣后由dsp主控單元檢測，dsp通過改變boost電路的占空比控制輸出功率的大小。

進一步的，所述逆變電路為橋式逆變電路，且設有逆變器。

本發(fā)明的有益效果在于：

本系統(tǒng)通過原副邊諧振電路的磁場耦合實現無線充電，諧振電路采用lc串聯諧振的形式，從而實現最大效率的功率傳輸；原邊電路采用串聯補償時，電容可以承擔線圈產生的電動勢，從而減小對逆變電路開關管的損害。全橋逆變器，電流與電壓具有一定相位差，如果負載發(fā)生諧振，則電流可以保持與電壓同相位，可以達到開關零電壓零電流開關，將開關損耗降至最低；boost電路是一種通過控制開關器件將輸入直流電壓轉變?yōu)榱硪环N直流電壓輸出的變換電路，其功能可以將直流電變換成電壓等級提高的可控直流電壓，且轉換效率高，能夠滿足無線充電系統(tǒng)的效率要求；本系統(tǒng)利用了光伏作為供電，同時系統(tǒng)本身能夠自動檢測負載，方便、智能，為城市綠化和公共電動車的建設提供了很好地基礎，對目前的無線電能傳輸研究具有很大的參考價值，同時能促進小功率無線充電設備的發(fā)展，增強無線充電裝置的發(fā)展和普及，易于商業(yè)化實現，系統(tǒng)效率高，市場前景廣闊。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1為本發(fā)明的整體連接框圖；

圖2為本發(fā)明的逆變電路圖；

圖3為本發(fā)明的整流濾波電路圖；

圖4為本發(fā)明的boost電路圖；

圖5為本發(fā)明的基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案框圖；

圖6為本發(fā)明的原邊主程序流程圖；

圖7為本發(fā)明的副邊主程序流程圖；

圖8為本發(fā)明的adc中斷服務程序流程圖；

圖9為本發(fā)明的傳輸功率隨距離的變化曲線圖；

圖10為本發(fā)明的傳輸效率隨距離的變化曲線圖；

圖11為本發(fā)明的充電箱結構圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

一種基于太陽能供電的雷達影像無線充電結構，包括包括充電箱7和電路8；所述充電箱7包括箱體701，所述箱體701上方設置太陽能面板702，所述箱體701的兩端設置支架703，所述箱體701內部設置矩形充電電池704，所述太陽能面板702電性連接矩形充電電池704，所述箱體701內部設置電路8，所述矩形充電電池704為多個平行設置，所述箱體701正面設置圓形充電口705和矩形充電口706；

所述電路8包括太陽能陣列電池1、逆變電路2、原邊諧振電路31、副邊諧振電路32、整流濾波電路4、boost電路5，所述太陽能陣列電池1電連接逆變電路2，逆變電路2電連接原邊諧振電路31，原邊諧振電路31通過磁場耦合連接副邊諧振電路32，副邊諧振電路32電連接整流濾波電路4，整流濾波電路4電連接boost電路5，boost電路5電連接電動車6；太陽能陣列電池1為系統(tǒng)提供直流電源，經逆變電路2逆變成交流電傳輸至原邊諧振電路31，通過磁場耦合將能量傳遞至副邊諧振電路32，經整流濾波電路4后變成直流電，再由boost電路5為電動車6提供充電電源。

所述原邊諧振電路31及副邊諧振電路32為lc串聯諧振形式的諧振電路；

由于原副邊繞組的等效電感量大小基本固定的，所以只有通過改變電容的大小才可以使電路工作的諧振狀態(tài)，從而提高功率傳輸的效率。原邊諧振電路31采用串聯補償時，電容可以承擔線圈產生的電動勢，從而減小對逆變電路2開關管的損害，串聯補償還可以提高原邊諧振電路31的功率因數。副邊諧振電路32也采用串聯補償，當副邊諧振電路32串聯等效等效阻抗為r的電阻性負載時，副邊諧振電路32的總阻抗zs如下：

a)式中，ls為副邊繞組等效電感，cs為補償電容。當滿足諧振條件時，即副邊總阻抗為：

zs＝r

b)這時，副邊電路顯示純電阻性，負載電壓ur為：

ur＝jωmip

c)式中，m為互感系數，ip為原邊電流。從中可以看出，副邊串聯諧振時，負載上電壓大小與負載沒有關系，負載大小的變化不會引起負載電壓的變化。

所述boost電路5電連接dsp主控單元；所述原邊諧振電路31設有原邊主程序；所述副邊諧振電路32設有副邊主程序。

進一步的，所述原邊主程序包括：設置系統(tǒng)時鐘、進行pwm驅動電路信號初始化、執(zhí)行主循環(huán)程序。原邊電路在設置系統(tǒng)時鐘后，進行pwm驅動電路信號初始化，然后執(zhí)行系統(tǒng)主循環(huán)程序，將太陽能陣列直流電源逆變后傳輸至諧振電路，電能轉變?yōu)榇艌觥?/p>

進一步的，所述副邊主程序包括：設置系統(tǒng)時鐘、進行pwm驅動電路信號初始化、執(zhí)行adc中斷服務程序、執(zhí)行主循環(huán)程序。

進一步的，所述adc中斷服務程序包括：清除中斷標志、讀取ad轉換結果、調用判斷程序、改變開關控制位的值。副邊電路在設置系統(tǒng)時鐘后，進行pwm驅動電路信號初始化，然后執(zhí)行adc中斷服務程序。中斷服務程序主要進行負載檢測，負載檢測方法為在pwm高點平的中點處通過傳感器來探測原邊線圈中電流的瞬時值，通過瞬時值的變化來決定電路的工作狀態(tài)，若瞬時值變小，則有負載接入，電路正常進入主循環(huán)程序運行；若瞬時值變大，則負載切除，電路進入間歇工作，不變則維持之前工作狀態(tài)。

進一步的，所述整流濾波電路4為全橋整流電路，且設有整流器。在全橋整流電路中，其輸出電壓和輸入電壓的關系如下：

進一步的，所述boost電路5設有boost變換器，且采用基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案。boost電路是一種通過控制開關器件將輸入直流電壓轉變?yōu)榱硪环N直流電壓輸出的變換電路，其功能可以將直流電變換成電壓等級提高的可控直流電壓，且轉換效率高，能夠滿足無線充電系統(tǒng)的效率要求。另外，采用boost電路可以方便地跟蹤最大功率點，實現負載的功率匹配。

進一步的，所述基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案為：整流器輸出端依次電連接boost變換器及48v蓄電池，dsp電連接驅動電路及boost變換器，整流器輸出電壓經采樣后由dsp主控單元檢測，dsp通過改變boost電路的占空比控制輸出功率的大小。

進一步的，所述逆變電路2為橋式逆變電路，且設有逆變器。全橋逆變器的電流與電壓具有一定相位差，且開關均工作在零電壓開通硬關斷狀態(tài)。如果負載發(fā)生諧振，則電流可以保持與電壓同相位，可以達到開關零電壓零電流開關，將開關損耗降至最低。

為了測試傳輸距離對系統(tǒng)傳輸的影響，對其進行測試，在控制輸入電壓20vdc，對線圈之間的距離從3cm到12cm之間進行掃描，得出的一組實驗數據如表1所示。

表1不同傳輸距離的系統(tǒng)參數

根據實驗得到的數據，可以畫出系統(tǒng)輸入輸出功率以及效率隨傳輸距離的變化曲線如圖9、圖10所示，根據曲線圖觀察可以得出系統(tǒng)的傳輸功率隨著距離的增大而變大，而傳輸效率隨著距離的增大而下降，但是較小幅度不大。

本系統(tǒng)適用于低頻、小功率電能無線傳輸，對目前的無線電能傳輸研究具有很大的參考價值，同時能促進小功率無線充電設備的發(fā)展，增強無線充電裝置的發(fā)展和普及。系統(tǒng)同時集成了目前大力推廣的光伏電池進行無線功率的傳送，易于商業(yè)化實現，系統(tǒng)效率高，市場前景廣闊。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。