磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線電能傳輸控制系統，特別是涉及磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著無線技術的發展，無線電能傳輸是一種新型的電能傳輸方式。現階段無線電能傳輸主要有3種技術:感應親合技術、磁親合諧振技術以及遠場福射技術，其中磁親合諧振式無線電能傳輸技術為電能的中等距離傳輸提供了可能，同時具有對人體無害、空間相對位置情況下能量損耗小等優點，因此受到了廣泛的關注。目前磁耦合諧振式無線電能傳輸技術的研究多集中于耦合諧振器的分析，傳輸電路參數研究與優化。線圈位置對傳輸特性的影響，無線電能傳輸分析方法及線圈特性與優化等。對控制系統的研究和設計較少。這制約著磁耦合諧振式無線電能傳輸的應用研究進程，隨著社會的需求，需要開發一種高效率的無線電能傳輸控制系統。
【發明內容】
[0003]本發明提供磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，解決現有無線電能傳輸控制系統效率低的問題。
[0004]本發明通過以下技術方案解決上述問題:
[0005]磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，由發射端和接收端組成；
[0006]所述發射端和接收端無線連接；
[0007]發射端包括直流電源、功率調節器、全橋逆變電路、發射電路、驅動電路1、驅動電路2、信號檢測電路、發射端控制器、無線接收電路和發射端顯示模塊；所述直流電源的輸出端與功率調節器的輸入端連接；所述功率調節器的輸出端與全橋逆變電路的輸入端連接；所述全橋逆變電路的輸出端分別與發射電路和信號檢測電路的輸入端連接；所述發射電路與接收端無線連接；所述信號檢測電路和無線接收電路的輸出端均與發射端控制器的輸入端連接；所述無線接收電路與接收端無線連接；所述發射端控制器的輸出端分別與驅動電路1、驅動電路2和發射端顯示模塊的輸入端連接；
[0008]接收端包括接收電路、高頻整流濾波電路、負載、信號檢測電路、無線發送電路、接收端控制器和接收端顯示模塊；所述接收電路與發射端的發射電路的無線連接；所述接收電路的輸出端分別與高頻整流濾波電路和信號檢測電路的輸入端連接；所述高頻整流濾波電路的輸出端分別與負載和信號檢測電路的輸入端連接；所述信號檢測電路的輸出端與接收端控制器的輸入端連接；所述接收端控制器的輸出端分別與無線發送電路和接收端顯示模塊連接；所述無線發送電路與發射端的無線接收電路無線連接。
[0009]上述方案中，所述發射電路包括發射線圈和一個電容，所述電容與發射線圈串聯連接。
[0010]上述方案中，所述全橋逆變電路包括MOSFET管和四個二極管；M0SFET管的每個管腳分別與一個二極管并聯連接，四個二極管間反并聯連接。
[0011]上述方案中，所述無線接收電路使用NRFL2401模塊。
[0012]本發明的優點與效果是:
[0013]本發明提供磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，使用發射端發射線圈和接收線圈為共振線圈，當二者以相同的頻率振蕩時，通過耦合將能量從發射端傳送至接收端，實現無線電能傳輸；通過實時采集接收端頻率通過無線傳輸與發射端實時校對，提高了無線傳輸的效率，解決現有無線電能傳輸控制系統效率低的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明系統原理框圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合實施例對本發明作進一步說明。
[0016]磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，由發射端和接收端組成；
[0017]所述發射端和接收端無線連接；
[0018]發射端包括直流電源、功率調節器、全橋逆變電路、發射電路、驅動電路1、驅動電路2、信號檢測電路、發射端控制器、無線接收電路和發射端顯示模塊；所述直流電源的輸出端與功率調節器的輸入端連接；所述功率調節器的輸出端與全橋逆變電路的輸入端連接；所述全橋逆變電路的輸出端分別與發射電路和信號檢測電路的輸入端連接；所述發射電路與接收端無線連接；所述信號檢測電路和無線接收電路的輸出端均與發射端控制器的輸入端連接；所述無線接收電路與接收端無線連接；所述發射端控制器的輸出端分別與驅動電路1、驅動電路2和發射端顯示模塊的輸入端連接；
[0019]接收端包括接收電路、高頻整流濾波電路、負載、信號檢測電路、無線發送電路、接收端控制器和接收端顯示模塊；所述接收電路與發射端的發射電路的無線連接；所述接收電路的輸出端分別與高頻整流濾波電路和信號檢測電路的輸入端連接；所述高頻整流濾波電路的輸出端分別與負載和信號檢測電路的輸入端連接；所述信號檢測電路的輸出端與接收端控制器的輸入端連接；所述接收端控制器的輸出端分別與無線發送電路和接收端顯示模塊連接；所述無線發送電路與發射端的無線接收電路無線連接。
[0020]全橋逆變電路包括MOSFET管和四個二極管；M0SFET管的每個管腳分別與一個二極管并聯連接，四個二極管間反并聯連接；經過由MOSFET管及反并聯二極管組成的全橋逆變電路將直流電轉變成高頻交流電，為下一階段做準備。
[0021]發射電路包括發射線圈和一個電容，所述電容與發射線圈串聯連接，其中，這個電容成為諧振電容，發射端諧振電容和發射線圈組成的串聯諧振回路產生諧振電壓和諧振電流，接收端接收線圈和諧振電容組成的串聯諧振回路具有和發射端相同的諧振頻率，通過磁耦合諧振使能量從發射端傳遞至接收端，實現電能的無線傳輸。
[0022]無線接收電路使用NRFL2401模塊，通過實時接收接收端采集的頻率，并將接收數據傳給發射端控制器，通過發射端控制器進一步判斷并實時校對發射端的頻率，從而提高傳輸效率。
[0023]首先，電能從直流電源輸入到功率調節器，用戶根據需要通過調節功率調節器調到需要發射的功率，經過全橋逆變電路時，把直流電轉換為高頻交流電，發射端諧振電容和發射線圈組成的串聯諧振回路產生諧振電壓和諧振電流，接收端接收線圈和諧振電容組成的串聯諧振回路具有和發射端相同的諧振頻率，通過磁耦合諧振使能量從發射端傳遞至接收端；接收端接收電能后，經過高頻整流濾波電路濾波和整流后進入到負載，實現電能的無線傳輸。
[0024]接收端的信號檢測電路實時檢測接收端的接收電能的頻率，將檢測的數據傳給接收端控制器，接收端控制器將接收的數據傳給接收端顯示模塊和無線發送電路；接收端顯示模塊接收接收端控制器傳入的采樣的頻率數據、電壓和電流數據，將采樣的頻率數據、電壓和電流數據顯示給用戶，使用戶能清楚看到接收端的頻率、電壓和電流數據。無線發送電路接收接收端控制器傳入的采樣的頻率數據、電壓和電流數據，將接收的采樣的頻率數據、電壓和電流數據傳給發射端的無線接收電路。
[0025]無線接收電路接收無線發送電路傳入的采樣的頻率數據、電壓和電流數據，將接收的頻率數據、電壓和電流數據傳給發射端控制器，發射端控制器接收頻率數據、電壓和電流數據后經過處理分析，控制驅動電路I和驅動電路2從而改變輸入電流的頻率和電壓大小。從而實現采集反饋閉環式控制，使接收端和發射端的頻率相匹配，從而提高電能的傳輸效率；解決現有無線電能傳輸控制系統效率低的問題。
【主權項】
1.磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，其特征在于:由發射端和接收端組成； 所述發射端和接收端無線連接； 發射端包括直流電源、功率調節器、全橋逆變電路、發射電路、驅動電路1、驅動電路2、信號檢測電路、發射端控制器、無線接收電路和發射端顯示模塊；所述直流電源的輸出端與功率調節器的輸入端連接；所述功率調節器的輸出端與全橋逆變電路的輸入端連接；所述全橋逆變電路的輸出端分別與發射電路和信號檢測電路的輸入端連接；所述發射電路與接收端無線連接；所述信號檢測電路和無線接收電路的輸出端均與發射端控制器的輸入端連接；所述無線接收電路與接收端無線連接；所述發射端控制器的輸出端分別與驅動電路1、驅動電路2和發射端顯示模塊的輸入端連接； 接收端包括接收電路、高頻整流濾波電路、負載、信號檢測電路、無線發送電路、接收端控制器和接收端顯示模塊；所述接收電路與發射端的發射電路的無線連接；所述接收電路的輸出端分別與高頻整流濾波電路和信號檢測電路的輸入端連接；所述高頻整流濾波電路的輸出端分別與負載和信號檢測電路的輸入端連接；所述信號檢測電路的輸出端與接收端控制器的輸入端連接；所述接收端控制器的輸出端分別與無線發送電路和接收端顯示模塊連接；所述無線發送電路與發射端的無線接收電路無線連接。2.根據權利要求1所述的磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，其特征在于:所述發射電路包括發射線圈和一個電容，所述電容與發射線圈串聯連接。3.根據權利要求1所述的磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，其特征在于:所述全橋逆變電路包括MOSFET管和四個二極管；M0SFET管的每個管腳分別與一個二極管并聯連接，四個二極管間反并聯連接。4.根據權利要求1所述的磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，其特征在于:所述無線接收電路使用NRFL2401模塊。
【專利摘要】本發明提供磁耦合諧振式無線電能傳輸控制系統，屬于無線電能傳輸領域，由發射端和接收端組成，發射端和接收端無線連接；發射端包括直流電源、功率調節器、全橋逆變電路、發射電路、驅動電路1、驅動電路2、信號檢測電路、發射端控制器、無線接收電路和發射端顯示模塊；接收端包括接收電路、高頻整流濾波電路、負載、信號檢測電路、無線發送電路、接收端控制器和接收端顯示模塊；使用發射端發射線圈和接收線圈為共振線圈，二者以相同的頻率振蕩時，通過耦合將能量從發射端傳送至接收端，實現無線電能傳輸；通過實時采集接收端頻率通過無線傳輸與發射端實時校對，提高了無線傳輸的效率，解決現有無線電能傳輸控制系統效率低的問題。
【IPC分類】H02J17/00
【公開號】CN105141045
【申請號】CN201510688356
【發明人】毛茂軍
【申請人】毛茂軍
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月22日