本實用新型涉及無線電力傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當今世界是數(shù)字化信息化的時代，實現(xiàn)裝置的自動化控制和無源驅(qū)動是技術(shù)發(fā)展和研究的前沿熱點。無論是在無人機、無人水下探測裝置，還是在智能機器人甚至公交地鐵等交通工具等諸多民用和軍用領(lǐng)域，但是這些機械設(shè)備通常需要以電池或者電纜連接的傳統(tǒng)接觸式方式來進行供電。其靈活性和運行的持續(xù)性逐漸不能滿足人們要求，因此無線電力傳輸技術(shù)應(yīng)運而生。無線電力傳輸技術(shù)就是利用無線電的手段，將由電廠制造出來的電力轉(zhuǎn)換成為無線電波發(fā)送出去，在通過特定的接收裝置將無線電波收集起來并轉(zhuǎn)換為電力，以供使用。

市面上絕大多數(shù)采用電磁感應(yīng)式供電，但是該方法的位置自由度較小，傳輸效率較低，不能實現(xiàn)多端供電。電場耦合是除了電磁感應(yīng)模式以外的另一種常用的無線充電模式，電場耦合方式的無線供電技術(shù)與“電磁感應(yīng)方式”及“磁場共振方式”不同，通過對置送電側(cè)電極與受電側(cè)電極。利用電極間產(chǎn)生的感應(yīng)電場來供電，具有抗水平錯位能力較強的特點。在電場耦合的無線充電模式中，充電座和帶充電座不是通過高頻磁場來進行磁場的感應(yīng)，而是直接通過兩者之間形成的電容中的高頻電場，這種充電方式具有成本低、對準要求低的優(yōu)點。因此對電場耦合式無線電力傳輸技術(shù)的開發(fā)成為人們的研究重點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種原理簡單、使用方便的電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)，其位置自由度大、傳輸效率高，可實現(xiàn)多端供電，且其對送電和受電電極的材料和形狀沒有特定的要求，能夠大大簡化制造過程和降低制造成本。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)，包括送電模塊和受電模塊，所述送電模塊包括前級發(fā)射電路，所述受電模塊包括后級驅(qū)動電路；所述前級發(fā)射電路和后級驅(qū)動電路之間通過極板組相連接，所述前級發(fā)射電路包括開關(guān)電源、功率放大電路、第一變壓器和整流濾波電路，所述開關(guān)電源的信號發(fā)生部分產(chǎn)生反向輸入信號，所述反向輸入信號通過功率放大電路進行功率放大，之后經(jīng)過放大后的反向輸入信號再輸入到第一變壓器進行升壓，經(jīng)過升壓后的反向輸入信號再輸入到與第一變壓器相應(yīng)的第二變壓器進行降壓，最后降壓后的反向輸入信號經(jīng)過整流濾波電路輸入到后級驅(qū)動電路中進行供電。

進一步地，所述第一變壓器采用升壓比為200:6的鐵氧體鐵芯的高頻升壓器，且所述高頻升壓器的頻率使用范圍為40～60KHz。

進一步地，所述極板組包括第一極板和第二極板，所述第一極板作為運動軌道置于地面，所述第二極板作為動力供應(yīng)集成在所述后級驅(qū)動電路的一端。

更進一步地，所述開關(guān)電源采用TL494固定頻率脈寬調(diào)制電路。

上述技術(shù)方案中提供的電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)，以極板作為軌道，實現(xiàn)驅(qū)動軌道程序化，運行穩(wěn)定高效，并且可控制驅(qū)動運行的速度，實現(xiàn)持續(xù)不間斷的穩(wěn)定運行操作；在水平方向上的自由度高，在供電臺提供的范圍內(nèi)都可進行充電，位置自由，使用方便；采用200：6升壓比的鐵氧體鐵芯的高頻升壓器，組合一大功率三極管和電阻實現(xiàn)其升壓工作，具有轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)的前級發(fā)射電路圖；

圖3為電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)的后級驅(qū)動電路圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本實用新型進行具體說明。應(yīng)當理解，以下文字僅僅用以描述本實用新型的一種或幾種具體的實施方式，并不對本實用新型具體請求的保護范圍進行嚴格限定。

本實用新型采取的技術(shù)方案如圖1～圖3所示，一種電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)，包括送電模塊和受電模塊，所述送電模塊包括前級發(fā)射電路，所述受電模塊包括后級驅(qū)動電路；所述前級發(fā)射電路和后級驅(qū)動電路之間通過極板組1相連接，所述前級發(fā)射電路包括開關(guān)電源、功率放大電路、第一變壓器和整流濾波電路，所述開關(guān)電源的信號發(fā)生部分產(chǎn)生反向輸入信號，所述反向輸入信號通過功率放大電路進行功率放大，之后經(jīng)過放大后的反向輸入信號再輸入到第一變壓器進行升壓，經(jīng)過升壓后的反向輸入信號再輸入到與第一變壓器相應(yīng)的第二變壓器進行降壓，最后降壓后的反向輸入信號經(jīng)過整流濾波電路輸入到后級驅(qū)動電路中進行供電。

所述第一變壓器采用升壓比為200:6的鐵氧體鐵芯的高頻升壓器，且所述高頻升壓器的頻率使用范圍為40～60KHz。

更為具體的方案為，如圖2所示，前級發(fā)射電路輸入220V交流電經(jīng)過降壓后輸入到由4個20A60V場效應(yīng)管組成的推挽電路中進行兩級功率放大，同時通過開關(guān)電源TL494固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路改變其振蕩頻率，達到最優(yōu)頻率40～60KHz，經(jīng)過后續(xù)的8550三極管放大信號輸入到6:200的鐵氧體鐵芯的高頻變壓器中。

開關(guān)電源TL494中的信號發(fā)生部分運用如圖2所示的TL494固定頻率脈寬調(diào)制電路，其中TL494的6腳上的R2和5腳上的C2決定了其頻率，其信號頻率為：97.32kHz，振蕩頻率為：47.06kHz。且信號發(fā)生部分產(chǎn)生的信號用示波器檢測產(chǎn)生的是49.05kHz的方波。經(jīng)不斷的調(diào)試，本系統(tǒng)工作在46kHz～50kHz的頻段上時效率最高，且運行效果穩(wěn)定。

功率放大電路在開關(guān)電源TL494中所采用的是兩級功率放大，設(shè)計時將TL494一對反向輸入信號分別接到兩對669(NPN：VCBO＝180V，VCEO＝120V，IC＝1.5A，Pw＝1W)和649(PNP：VCBO＝180，VCEO＝-120V，IC＝-1.5A，Pw＝1W)中功率對管組成的推挽電路中，輸出端接到后級的兩個大功率MOS管上，從開關(guān)電源輸出后接到鐵氧體鐵芯的高頻變壓器上。

如圖3所示，該電路由200:6的鐵氧體高頻變壓器T1進行降壓輸入到KBPM封裝的3N246橋式整流器D1中，經(jīng)過2.2uF的電容C1濾波后實現(xiàn)整流濾波的作用，得到穩(wěn)定的直流輸出接入電機S1。

所述極板組包括第一極板和第二極板，所述第一極板作為運動軌道置于地面，所述第二極板作為動力供應(yīng)集成在所述后級驅(qū)動電路的一端。通過設(shè)定軌道的鋪設(shè)方式可以來控制驅(qū)動裝置的運動路線，另外，由于第一極板和第二極板的間距與電力傳輸效率成反比，通過控制兩極板的間距可以改變傳輸電流，進而控制驅(qū)動運行的速度。

總之，本實用新型提供的電場式無線電力傳輸驅(qū)動系統(tǒng)，水平方向的位置自由度高，能將終端隨意放置在供電臺位上充電，有利于提高裝置便利性，同時可以保證本實用新型持續(xù)不間斷地穩(wěn)定高效運行，無需接觸式充電，并具有電極薄易嵌入的優(yōu)點。

上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在獲知本實用新型中記載內(nèi)容后，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本實用新型的保護范圍。