[发明专利]一种无线能量传输效率测试系统

说明书

本发明提出一种无线能量传输效率测试系统，可在不同工作频率、负载阻抗、距离、偏移量、偏移角等条件变化时进行无线能量传输效率测试，通过设置无线能量系统发送端线圈工作频率和输出端线圈负载阻抗，实时采集无线能量发送端线圈和接收端线圈的相对位置，以及发送端线圈电压、电流，接收端线圈输出电压、电流等信息，通过处理后得到在不同条件下的传输效率。一方面可以辅助设计师研究各种外部因素对于无线能量传输效率的影响，更好地开展系统设计；另一方面有助于对已有的无线能量传输装置进行标准化测试。

技术领域

本发明涉及一种无线能量效率测试系统。

背景技术

无线电能传输技术是一种新型的电能传输方式，它是相对于传统的利用导线连接的电能传输方式而言的，是指电能从电源到负载的一种没有直接的电气接触的能量传输方式。当前无线电能传输技术的热点研究领域包括电动汽车、消费电子、医疗设备和工业应用。

无线电能传输技术在消费电子领域的应用发展迅猛，目前已经形成了行业标准，手机无线充电技术已经成熟并已广泛应用、电脑和智能家居方面即将实现无线电能传输技术的产业化应用；无线电能传输技术在医疗设备应用主要集中植入式医疗设备的无线供电中，诸如心脏起搏器、全人工心脏、人工耳蜗和视网膜假体等；无线电能传输技术在电动汽车的无线充电也是当前研究热点；随着无线电能传输技术不断的成熟和发展，其在工业领域也有非常广阔的应用前景。在工业上一些特殊场合如化工设备中的检测装置、水下机器人、分布式传感器的供电问题等。

通常，无线能量传输系统效率与发送端线圈工作频率、接收端线圈的负载阻抗等系统内部因素相关，并且与发送端与接收端的距离、偏移量和偏移角度等外部条件密切相关。如何得到无线能量传输效率与工作频率、负载阻抗、线圈相对位置等因素的定量关系，是无线能量传输技术研究的一个重要内容。通过对无线能量传输技术的调研，目前没有能够对多种因素综合测试的装置和方法，迫切需要一种能够对工作频率、负载阻抗、线圈相对位置等条件变化时无线能量传输效率进行综合测试的装置和测试方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本发明提出了一种无线能量传输效率测试系统，可在不同工作频率、负载阻抗、距离、偏移量、偏移角等条件变化时对无线能量传输效率进行测试，获取无线能量传输效率与距离、偏移之间的精确关系，获得无线能量传输系统最优工作频率和最佳匹配负载。

本发明的技术解决方案是：一种无线能量传输效率测试系统，包括输入电源、发送端控制器、发送端线圈、接收端线圈、接收端控制器、负载、移动装置和上位机；输入电源为发送端控制器、发送端线圈、接收端线圈、接收端控制器、负载、移动装置和上位机供电；发送端控制器将输入电源发送的电信号转换成高频信号发送至发送端线圈，发送端控制器将采集到的输入电源的输入电压U_I和输入电流I_I发送到上位机；发送端线圈与发送端控制器输出端连接，将发送端控制器产生的高频信号携带的电能转化为磁场能发送至接收端线圈；接收端线圈将发送端线圈产生的磁场能通过电磁耦合作用转化为电能，电能以高频信号的形式传输至接收端控制器；接收端控制器与接收端线圈输出端连接，将接收端线圈发送的高频信号进行滤波、整流并将高频信号转换为直流信号；接收端控制器将采集到的输出电压U_O和输出电流I_O发送到上位机；负载与输出端控制器连接，消耗接收端线圈采集到的能量；移动装置固定发送端线圈和接收端线圈，其中发送端线圈的位置和角度固定，接收端线圈相对于发送端线圈可以进行平移和转动；