一種無線供電加熱系統的制作方法

本實用新型涉及無線供電技術領域，特別涉及一種無線供電加熱系統。

背景技術：

隨著中國電力技術的發展，越來越多的電力電子設備已得到廣泛使用。

在電飯煲行業，目前一般有兩種常見的類型，即直熱式電飯煲和感應加熱電飯煲。其中，直熱式電飯煲只能在底部加熱，受熱不均，甚至出現底部燒焦表面夾心的現象。為克服直熱式電飯煲的缺陷，采用電磁感應加熱的新型電飯煲近幾年也流行起來。與直熱式電飯煲相比，感應加熱電飯煲可以對鍋體進行全方位均勻加熱，飯的品質較高。

但是，無論是直熱式電飯煲還是感應加熱式電飯煲，都沒有擺脫電源線的束縛，此類電熱設備必須直接引入市電作為工作能源，而且電熱設備的功率往往較高，當使用時間較長時，容易出現漏電、觸電的事故。

因此，如何在使用電熱設備時，從根源上杜絕漏電觸電等安全事故，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種無線供電加熱系統，能夠在使用時，從根源上杜絕漏電觸電等安全事故。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種無線供電加熱系統，包括用于發射磁能的發射線圈、用于接收磁能并將其轉化為電能的諧振線圈以及與所述諧振線圈并聯并將轉化而成的電能再次轉化為磁能發射、以通過電磁感應現象對待加熱金屬體進行加熱的諧振電容。

優選地，所述諧振線圈與所述發射線圈平行設置，且所述諧振線圈的一側與所述發射線圈的表面正對，所述諧振線圈的另一側與所述待加熱金屬體的表面正對。

優選地，還包括若干個與所述諧振線圈并聯、用于降低所述諧振線圈與諧振電容的最大振幅的降幅電容。

優選地，各個所述降幅電容所在的支路上均串聯有用于控制自身通斷的開關模塊。

優選地，所述開關模塊為機械開關或電子開關。

優選地，還包括與所述諧振線圈并聯、用于對所述電子開關形成直流控制電源的整流模塊。

優選地，所述整流模塊包括與所述諧振線圈并聯的整流濾波電路和直流穩壓電路。

優選地，還包括用于檢測所述待加熱金屬體溫度的溫度傳感器以及與所述溫度傳感器信號連接、用于根據溫度檢測值控制各個所述電子開關通斷的控制模塊。

優選地，還包括與所述控制模塊信號連接、使其與通訊終端進行通信的通信模塊。

優選地，所述控制模塊與各所述電子開關之間設置有用于增強所述控制模塊所產生的控制信號的驅動信號放大器。

本實用新型所提供的無線供電加熱系統，主要包括發射線圈、諧振線圈和諧振電容。其中，發射線圈主要用于將電能轉化為磁能并向外界發送，諧振線圈主要用于接收發射線圈所發射的磁能并將其重新轉化為電能，而諧振電容與諧振線圈并聯(并聯后諧振線圈和諧振電容一般統稱為中繼諧振環)，主要用于將諧振線圈轉化出的電能再次轉化為磁能并將其發送至待加熱金屬體處，以通過電磁感應現象在待加熱金屬體內產生渦流從而進行加熱。本實用新型所提供的無線供電加熱系統，由于對待加熱金屬體的加熱能量來自發射線圈所發送的磁能，途中經過磁能-電能-磁能-電能-內能的多次能量轉化過程最終實現對待加熱金屬體的加熱，期間無需通過電源線引入市電能源，僅通過空間中的磁場能實現能量的傳遞，諧振線圈和諧振電容甚至無需與用電設備或待加熱金屬體進行接觸，因此從根源上杜絕了觸電漏電等電路安全事故。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型所提供的一種具體實施方式的整體結構示意圖；

圖2為圖1中所示的A結構的具體結構示意圖；

圖3為降幅電容與開關模塊配合作用的一種電路結構圖；

圖4為降幅電容與開關模塊配合作用的另一種電路結構圖；

圖5為增設整流模塊后的一種電路結構圖；

圖6為增設溫度傳感器、控制模塊和通信模塊后的一種電路結構圖。

其中，圖1—圖6中：

中繼諧振環—A，發射線圈—1，諧振線圈—2，諧振電容—3，降幅電容—4，開關模塊—5，整流模塊—6，溫度傳感器—7，控制模塊—8，通信模塊—9，驅動信號放大器—10。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參考圖1，圖1為本實用新型所提供的一種具體實施方式的整體結構示意圖。

在本實用新型所提供的一種具體實施方式中，無線供電加熱系統主要包括發射線圈1、諧振線圈2和諧振電容3。如圖2所示，圖2為圖1中所示的A結構的具體結構示意圖(圖中箭頭表示磁場方向，向內為接收，向外為發送)。

其中，發射線圈1主要用于將電能轉化為磁能并向外界發送，諧振線圈2(圖中的L)主要用于接收發射線圈1所發射的磁能并將其重新轉化為電能，而諧振電容3(圖中的C)與諧振線圈2并聯(并聯后諧振線圈2和諧振電容3一般統稱為中繼諧振環A)，主要用于將諧振線圈2轉化出的電能再次轉化為磁能并將其發送至待加熱金屬體處，以通過電磁感應現象在待加熱金屬體內產生渦流從而對其進行加熱。

如此，本實用新型所提供的無線供電加熱系統，由于對待加熱金屬體的加熱能量來自發射線圈1所發送的磁能，途中經過磁能-電能-磁能-電能-內能的多次能量轉化過程最終實現對待加熱金屬體的加熱，期間無需通過電源線引入市電能源，僅通過空間中的磁場能實現能量的傳遞，諧振線圈2和諧振電容3甚至無需與用電設備或待加熱金屬體進行接觸，因此從根源上杜絕了觸電漏電等電路安全事故。

為提高能量在發射線圈1、諧振線圈2和諧振電容3之間的傳遞、轉化效率，優選地，可將諧振線圈2與發射線圈1平行設置，同時，將諧振線圈2的一側與發射線圈1的表面正對，而諧振線圈2的另一側與待加熱金屬體的表面正對。如此設置，發射線圈1所發射出的磁能信號能夠完全穿過諧振線圈2被其接收，避免能量逸散，而諧振線圈2的另一側與待加熱金屬體的表面正對，則可以一定程度上提高電磁感應現象產生的渦流強度，提高加熱效率。而對于某些復雜表面的待加熱金屬體，比如電飯鍋等呈梯形狀的加熱設備時，可適當將諧諧振線圈2彎曲，以覆蓋其整個外表面。

在實用新型所提供的另一種具體實施方式中，考慮到現有的電力加熱設備，比如電磁爐等是利用金屬的渦流效應制成的，其基本工作原理是：將金屬爐置于一個交變的磁場中，金屬材料內部感應形成強大的渦流而發熱，對于這個過程的控制，比如功率調整、時間控制和溫度監測等都是在發射端進行的，而實際上真正需要監控的是被加熱的一端，因此為提高本實用新型對待加熱金屬體的加熱溫度控制精確，本實施例中增設了若干個降幅電容4(圖中的C1、C2)。

需知，諧振線圈2和諧振電容3并聯后所形成的中繼諧振環A，其在工作時，其諧振狀態只能以最大振幅狀態進行，即只能以最大功率對待加熱金屬體進行加熱，雖然加熱速率很快，但需要得到精確控制。而降幅電容4的主要作用即是降低諧振線圈2與諧振電容3的諧振狀態中的最大振幅，限制其最大振幅的上限，從而降低中繼諧振環A的諧振能力，降低接收和轉化的能量，進而使得對待加熱金屬體的加熱效果降低。

具體的，降幅電容4需與諧振線圈2并聯，即與諧振電容3并聯，相當于增加了電容容量，相應地諧振電容3與諧振線圈2間的諧振狀態中的諧振幅度就會降低。而為了提高降幅效果，可同時在諧振線圈2上并聯多個降幅電容4。

進一步的，為使無線供電加熱系統能夠根據實際情況對待加熱金屬體進行加熱，提高加熱溫度控制精度，本實施例中，在各個降幅電容4所在的支路上均串聯了用于控制自身通斷的開關模塊5。如此設置，即可根據實際需要確定各個開關模塊5的通斷狀態，通過開關模塊5的通斷比例變化，可實時調節中繼諧振環A的諧振振幅，從而較精確地控制加熱溫度。

如圖3及圖4所示，圖3為降幅電容與開關模塊配合作用的一種電路結構圖，圖4為降幅電容與開關模塊配合作用的另一種電路結構圖。

具體的，該開關模塊5可為機械開關(圖中的K1、K2)或電子開關(圖中的T1、T2)等，比如機械開關中的單刀單擲開關或電子開關中的MOSFET、IGBT、可控硅BCR、SCR開關等。

如圖5所示，圖5為增設整流模塊后的一種電路結構圖。

在開關模塊5為電子開關的基礎上，本實施例中還增設了整流模塊6。該整流模塊6與諧振線圈2并聯，主要用于對各電子開關形成直流控制電源，以方便控制各個電子開關的通斷。具體的，該整流模塊6主要包括與諧振線圈2并聯的整流濾波電路和直流穩壓電路。比如，整流濾波電路可包括整流二極管D1和濾波電容C5，而直流穩壓電路可包括DC2DC電路模塊。

如圖6所示，圖6為增設溫度傳感器、控制模塊和通信模塊后的一種電路結構圖。

不僅如此，為了進一步提高對待加熱金屬體的加熱溫度的控制精度，本實施例增設了溫度傳感器7和控制模塊8。其中，溫度傳感器7主要用于檢測待加熱金屬體的實時溫度，而控制模塊8與溫度傳感器7信號連接，主要用于根據溫度檢測值控制各個電子開關的通斷。

進一步的，本實施例還繼續增設了通信模塊9。該通信模塊9與控制模塊8信號連接，主要用于使控制模塊8能夠與通訊終端進行通信，以便通過手機APP或PC端等控制端進行人工控制。

而為了提高對待加熱金屬體的加熱溫度控制響應時間和信號可靠度，本實施例在控制模塊8與各個電子開關之間設置了用于增強控制模塊8所產生的控制信號的驅動信號放大器10(圖中的DR1、DR2)。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。