[发明专利]基于频率自适应的磁耦合无线供电拖车尾灯系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于频率自适应的磁耦合无线供电拖车尾灯系统。特别是涉及一种基于频率自适应控制优化传输功率、高可靠性、电磁兼容性佳的磁耦合无线供电的拖车尾灯系统。

背景技术

自从1840年发现利用电磁感应现象及导线可以传输电能至今，电能的传输主要是由导线直接接触进行传输的。电工设备的充电一般是通过插头和插座来进行，但是在进行大功率充电时，这种充电方式存在高压触电的危险。且由于存在摩擦和磨损，系统的安全性、可靠性及使用寿命较低，特别是在化工、采矿等一些易燃、易爆领域，极易引发大的事故。新型无线电能传输系统采用电磁感应原理、电力电子技术以及控制理论相结合，实现了电能的无线传输，完全克服了以上限制。

基于影响比较大的磁耦合谐振无线电能传输系统基本结构分析，从耦合模理论角度来看，谐振系统的频率在近距离时发生了分裂。针对由于频率分裂现象引起的在近距离传输时的功率下降问题，本发明系统植入了红外距离检测模块，通过距离的实时监测，反馈给发射端的DSP控制系统，系统根据反馈选择合适的频率，将控制信号发给射频信号产生单元，信号经过功放放大单元，发送给磁耦合电能传输系统，电能再供给拖车尾灯。保证拖车尾灯的正常照明工作。

本发明旨在克服了传统上磁耦合谐振无线电能传输系统收发线圈在工作距离的变化拖车尾灯功率下降问题，提出了基于红外距离检测并反馈给DSP发射功率源，频率同步跟踪控制设计理念，设计了一种基于频率自适应控制优化传输功率、高可靠性、电磁兼容性佳的磁耦合无线供电拖车尾灯系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，基于频率控制的磁耦合电能无线传输系统，该装置具有发射功率源频率同步跟踪发射电路固有谐振频率、高可靠性、电磁兼容性佳的特点。

本发明所采用的技术方案是：基于频率控制的磁耦合电能无线传输系统，包括DSP控制系统，其特征在于DSP中植入红外距离检测信号处理功能。还设置有：基于DSP根据反馈的距离数据控制射频信号发射单元，信号发射系统通过功率放大器将电能转化成高频磁电能并将控制信号无线发射出去，接收系统用于接收电能，拖车尾灯单元吸收电能。

所述的基于DSP控制的发射系统是基于频率控制的磁耦合电能无线传输系统核心部分之一，包括DSP控制单元、红外距离检测单元、射频信号产生单元、功放单元、电能发射单元。DSP控制单元接收红外距离检测模块实时监测到的线圈距离信号，通过DSP控制后，发送控制命令到射频信号产生单元，功放单元将信号源的信号进行功率放大提供给电能发射单元；电能发射单元将高频电能转化成高频磁电能发射到空中。

所述的电能接收系统是基于频率控制的磁耦合电能无线传输系统的核心部分之一，包括电能接收单元、滤波单元，整流单元，换压单元。电能接收单元收集空中高频磁电能将其转化成高频电压；滤波单元将接收到的电压信号中的杂波滤除，整流单元将高频电能转化成直流，再通过换压单元将电压调节到拖车尾灯所需电压幅值。

本发明的基于频率自适应的磁耦合无线供电拖车尾灯系统，该装置具有距离实时监测，频率自适应控制优化传输功率、高可靠性、电磁兼容性佳的特点。当系统通电工作后，电能以无线方式传到拖车尾灯，同时信号无线传输通道建立，当线圈工作距离发生变化，基于DSP的控制单元发出控制指令，控制射频信号产生单元做相应的源频率调节。

附图说明

图1是设计系统的整体框图；

图2是拖车尾灯控制系统框图；

图3是拖车尾灯电能接收系统框图。

具体实施方式

本发明提供一种基于频率控制优化传输功率的磁耦合电能无线传输系统。下面结合实施例和附图对本发明基于频率控制优化传输功率的磁耦合电能无线传输系统做出详细说明。

如图1所示，本发明的基于频率控制优化传输功率的磁耦合电能无线传输系统，包括有电源1可向电能与信号发射系统2提供所需电能，还设置有：电能与发射系统2将电能以无线方式同步发射出去，电能与信号接收系统3用于接收电能发射系统2发射的电能，拖车尾灯4接收电能接收系统3提供的电能并开始正常工作。