[实用新型]磁耦合双模无线电能传输装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无线电能传输技术领域，尤其涉及一种磁耦合双模无线电能传输装置。

背景技术

随着无线电能传输技术的发展，无线电能传输装置得到广泛应用。

为无尾家电、电动汽车、无线充电移动设备提供电能的无线供电装置多采用磁耦合感应式无线电能传输技术进行电能传输，虽在一定程度上取代有线电能传输，实现无线供电，但因其传输距离短，传输功率损耗大，传输效率低，且电能接收装置必须与电能发射装置对齐等缺点，难以得到大规模应用。

自2006年，麻省理工学院的Marin Soljacic教授利用磁耦合谐振式无线电能传输技术，成功在2.1m外点亮60W的灯泡，实现了电能中距离无线传输，突破了制约无线电能传输技术发展的瓶颈。

理论分析与实验证明，基于磁耦合谐振式无线电能传输技术的无线电能传输装置，其电能传输效率并非随发射端线圈与接收端线圈距离减小而增大。

（1）  无线电能传输距离等于谐振临界传输距离时，磁耦合谐振式无线电能传输装置拥有最高传输效率。

（2）  无线电能传输距离小于谐振临界传输距离时，磁耦合谐振式无线电能传输装置传输效率随传输距离减小而减小。

（3）  无线电能传输距离大于谐振临界传输距离时，磁耦合谐振式无线电能传输装置传输效率随传输距离减小而增大。

针对目前磁耦合感应式和磁耦合谐振式两种无线电能传输技术的上述缺陷，本实用新型提出磁耦合双模无线电能传输技术。

（1）  无线电能传输距离大于双模临界传输距离时，将磁耦合双模无线电能传输装置调至磁耦合谐振式无线电能传输模式。

（2）  无线电能传输距离小于双模临界传输距离时，将磁耦合双模无线电能传输装置调至磁耦合感应式无线电能传输模式。

基于磁耦合双模无线电能传输技术，结合物联网技术、控制与检测技术，提出磁耦合双模无线电能传输装置，其装置具有传输效率高、传输功率大、可通讯、智能化、低能耗、防水、防尘、防触电、无电弧、免清理、安全性高、便于维护等优点，其调控方法解决了目前无线电能传输装置传输效率低，谐振频率偏移，电能浪费等问题。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种可提高电能无线传输效率、电能损耗小的磁耦合双模无线电能传输装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型磁耦合双模无线电能传输装置包括发射端和接收端，其结构要点发射端包括初级感应线圈、初级谐振线圈、初级谐振电容、初级开关、高频逆变电路、IGBT驱动电路、开关电源、外部电源接口、发射端控制单元、初级感应线圈电压采样模块、ADC转换电路A、Wi-Fi模块A，开关电源的电能输入端口与外部电源接口相连，开关电源的电能输出端口与高频逆变电路的电能输入端口相连，开关电源的控制信号输入端口与发射端控制单元的控制信号输出端口相连；高频逆变电路的电能输出端口与初级感应线圈相连，高频逆变电路的驱动信号输入端口与IGBT驱动电路的输出端口相连，IGBT驱动电路的输入端口与发射端控制单元的驱动控制信号输出端口相连，初级感应线圈电压采样模块通过ADC转换电路A与发射端控制单元的信号输入端口相连；Wi-Fi模块A的信号传输端口与发射端控制单元的信号传输端口相连；初级谐振线圈、初级谐振电容、初级开关串联组成回路。

所述接收端包括次级感应线圈、次级谐振线圈、次级谐振电容、次级开关、整流滤波电路、稳压电路、升降压电路、电源输出接口、接收端控制单元、ADC转换电路B、ADC转换电路C、次级感应线圈电压电流采样模块、输出电压电流采样模块、电子开关、Wi-Fi模块B，次级感应线圈与电子开关输入端相连，电子开关输出端与整流滤波电路的输入端相连，整流滤波电路的输出端分别与稳压电路的输入端、升降压电路的输入端相连，升降压电路的输出端与电源输出接口相连；接收端控制单元的次级感应线圈电压电流采样信号输入端口通过ADC转换电路B与次级感应线圈电压电流采样模块的输出端口相连，接收端控制单元的电子开关控制信号输出端口与电子开关的开关控制信号输入端口相连，接收端控制单元的电源端与稳压电路的输出端相连，接收端控制单元的输出电压电流采样信号输入端口依次通过ADC转换电路C、输出电压电流采样模块与升降压电路的电压电流采样信号输出端口相连，接收端控制单元的信号传输端口与Wi-Fi模块B的信号传输端口相连；次级谐振线圈、次级谐振电容、次级开关串联组成回路。