磁耦合雙模無線電能傳輸裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型屬于無線電能傳輸技術(shù)領域，尤其涉及一種磁耦合雙模無線電能傳輸
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展，無線電能傳輸裝置得到廣泛應用。
[0003]為無尾家電、電動汽車、無線充電移動設備提供電能的無線供電裝置多采用磁耦合感應式無線電能傳輸技術(shù)進行電能傳輸，雖在一定程度上取代有線電能傳輸，實現(xiàn)無線供電，但因其傳輸距離短，傳輸功率損耗大，傳輸效率低，且電能接收裝置必須與電能發(fā)射裝置對齊等缺點，難以得到大規(guī)模應用。
[0004]自2006年，麻省理工學院的Marin Sol jacic教授利用磁親合諧振式無線電能傳輸技術(shù)，成功在2.1m外點亮60W的燈泡，實現(xiàn)了電能中距離無線傳輸，突破了制約無線電能傳輸技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
[0005]理論分析與實驗證明，基于磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的無線電能傳輸裝置，其電能傳輸效率并非隨發(fā)射端線圈與接收端線圈距離減小而增大。
[0006](I)無線電能傳輸距離等于諧振臨界傳輸距離時，磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置擁有最高傳輸效率。
[0007](2)無線電能傳輸距離小于諧振臨界傳輸距離時，磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置傳輸效率隨傳輸距離減小而減小。
[0008](3)無線電能傳輸距離大于諧振臨界傳輸距離時，磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置傳輸效率隨傳輸距離減小而增大。
[0009]針對目前磁耦合感應式和磁耦合諧振式兩種無線電能傳輸技術(shù)的上述缺陷，本實用新型提出磁耦合雙模無線電能傳輸技術(shù)。
[0010](I)無線電能傳輸距離大于雙模臨界傳輸距離時，將磁耦合雙模無線電能傳輸裝置調(diào)至磁耦合諧振式無線電能傳輸模式。
[0011](2)無線電能傳輸距離小于雙模臨界傳輸距離時，將磁耦合雙模無線電能傳輸裝置調(diào)至磁耦合感應式無線電能傳輸模式。
[0012]基于磁耦合雙模無線電能傳輸技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、控制與檢測技術(shù)，提出磁耦合雙模無線電能傳輸裝置，其裝置具有傳輸效率高、傳輸功率大、可通訊、智能化、低能耗、防水、防塵、防觸電、無電弧、免清理、安全性高、便于維護等優(yōu)點，其調(diào)控方法解決了目前無線電能傳輸裝置傳輸效率低，諧振頻率偏移，電能浪費等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實用新型就是針對上述問題，提供一種可提高電能無線傳輸效率、電能損耗小的磁耦合雙模無線電能傳輸裝置。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案，本實用新型磁耦合雙模無線電能傳輸裝置包括發(fā)射端和接收端，其結(jié)構(gòu)要點發(fā)射端包括初級感應線圈、初級諧振線圈、初級諧振電容、初級開關(guān)、高頻逆變電路、IGBT驅(qū)動電路、開關(guān)電源、外部電源接口、發(fā)射端控制單元、初級感應線圈電壓采樣模塊、ADC轉(zhuǎn)換電路A、W1-Fi模塊A，開關(guān)電源的電能輸入端口與外部電源接口相連，開關(guān)電源的電能輸出端口與高頻逆變電路的電能輸入端口相連，開關(guān)電源的控制信號輸入端口與發(fā)射端控制單元的控制信號輸出端口相連；高頻逆變電路的電能輸出端口與初級感應線圈相連，高頻逆變電路的驅(qū)動信號輸入端口與IGBT驅(qū)動電路的輸出端口相連，IGBT驅(qū)動電路的輸入端口與發(fā)射端控制單元的驅(qū)動控制信號輸出端口相連，初級感應線圈電壓采樣模塊通過ADC轉(zhuǎn)換電路A與發(fā)射端控制單元的信號輸入端口相連;W1-Fi模塊A的信號傳輸端口與發(fā)射端控制單元的信號傳輸端口相連；初級諧振線圈、初級諧振電容、初級開關(guān)串聯(lián)組成回路。
[0015]所述接收端包括次級感應線圈、次級諧振線圈、次級諧振電容、次級開關(guān)、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、升降壓電路、電源輸出接口、接收端控制單元、ADC轉(zhuǎn)換電路B、ADC轉(zhuǎn)換電路C、次級感應線圈電壓電流采樣模塊、輸出電壓電流采樣模塊、電子開關(guān)、W1-Fi模塊B，次級感應線圈與電子開關(guān)輸入端相連，電子開關(guān)輸出端與整流濾波電路的輸入端相連，整流濾波電路的輸出端分別與穩(wěn)壓電路的輸入端、升降壓電路的輸入端相連，升降壓電路的輸出端與電源輸出接口相連；接收端控制單元的次級感應線圈電壓電流采樣信號輸入端口通過ADC轉(zhuǎn)換電路B與次級感應線圈電壓電流采樣模塊的輸出端口相連，接收端控制單元的電子開關(guān)控制信號輸出端口與電子開關(guān)的開關(guān)控制信號輸入端口相連，接收端控制單元的電源端與穩(wěn)壓電路的輸出端相連，接收端控制單元的輸出電壓電流采樣信號輸入端口依次通過ADC轉(zhuǎn)換電路C、輸出電壓電流采樣模塊與升降壓電路的電壓電流采樣信號輸出端口相連，接收端控制單元的信號傳輸端口與W1-Fi模塊B的信號傳輸端口相連；次級諧振線圈、次級諧振電容、次級開關(guān)串聯(lián)組成回路。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，本實用新型所述發(fā)射端還包括電力載波通訊模塊，電力載波通訊模塊的信號傳輸端口與發(fā)射端控制單元信號傳輸端口相連。
[0017]作為另一種優(yōu)選方案，本實用新型所述初級諧振線圈和次級諧振線圈的固有諧振頻率均為10kHz?200kHz。
[0018]另外，本實用新型所述發(fā)射端控制單元和接收端控制單元均采用DSPIC微控制器；所述穩(wěn)壓電路采用+5V穩(wěn)壓電路；所述發(fā)射端設置在密封、絕緣的機殼A內(nèi)，接收端設置在密封、絕緣的機殼B內(nèi)。
[0019]本實用新型有益效果。
[0020]本實用新型發(fā)射端控制系統(tǒng)與接收端控制系統(tǒng)進行無線通訊可對次級諧振線圈諧振頻率跟蹤調(diào)節(jié)，可切換無線電能傳輸模式，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點；對次級諧振線圈諧振頻率跟蹤調(diào)節(jié)，提高電能無線傳輸效率。
[0021]本實用新型通過所述的W1-Fi模塊B連接客戶端，客戶端設置所接用電設備的額定功率、額定電壓、額定電流，接收端控制單元根據(jù)額定功率額定電壓控制所述的升降壓電路電路的電壓輸出，通過W1-Fi模塊B，將接收端控制系統(tǒng)采樣的電壓值傳送給所述的發(fā)射端控制系統(tǒng)，所述的發(fā)射端控制單元接收到的信息輸出合適占空比的PWM，調(diào)節(jié)逆變電路的輸出，減少電能損耗。
[0022]本實用新型提供一種磁耦合雙模無線電能傳輸裝置的硬件基礎。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。本實用新型保護范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。
[0024]圖1為本實用新型磁耦合雙模無線電能傳輸裝置線圈等效結(jié)構(gòu)拓撲圖。
[0025]圖2為本實用新型磁耦合雙模無線電能傳輸裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖所示，本實用新型磁耦合雙模無線電能傳輸裝置包括發(fā)射端和接收端，其結(jié)構(gòu)要點發(fā)射端包括初級感應線圈、初級諧振線圈、初級諧振電容、初級開關(guān)、高頻逆變電路、IGBT驅(qū)動電路、開關(guān)電源、外部電源接口、發(fā)射端控制單元、初級感應線圈電壓采樣模塊、ADC轉(zhuǎn)換電路A、W1-Fi模塊A，開關(guān)電源的電能輸入端口與外部電源接口相連，開關(guān)電源的電能輸出端口與高頻逆變電路的電能輸入端口相連，開關(guān)電源的控制信號輸入端口與發(fā)射端控制單元的控制信號輸出端口相連；高頻逆變電路的電能輸出端口與初級感應線圈相連，高頻逆變電路的驅(qū)動信號輸入端口與IGBT驅(qū)動電路的輸出端口相連，IGBT驅(qū)動電路的輸入端口與發(fā)射端控制單元的驅(qū)動控制信號輸出端口相連，初級感應線圈電壓采樣模塊通過ADC轉(zhuǎn)換電路A與發(fā)射端控制單元的信號輸入端口相連;W1-Fi模塊A的信號傳輸端口與發(fā)射端控制單元的信號傳輸端口相連；初級諧振線圈、初級諧振電容、初級開關(guān)串聯(lián)組成回路。
[0027]所述接收端包括次級感應線圈、次級諧振線圈、次級諧振電容、次級開關(guān)、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、升降壓電