[发明专利]一种飞行器舱内无线供电装置

说明书

本发明涉及一种飞行器舱内无线供电装置，包括原级电能变换模块、原边谐振网络模块、副边谐振网络模块以及次级电能变换模块；原级电能变换模块将输入工频交流电变换为高频交流电，高频交流电在原边谐振网络模块中激发出高频交变磁场；副边谐振网络模块接收高频交变磁场，从高频交变磁场中感应出同频电流，提供给次级电能变换模块；次级电能变换模块将高频交流电变换为负载需要的直流电压，提供给后级负载。本发明的装置基于电磁耦合原理实现，可实现飞行器内部电能无线供给，大幅度降低飞行器内部电线电缆的复杂程度，提升飞行器组装效率，有效降低飞行器非载荷设备质量。

技术领域

本发明涉及航空航天领域，特别涉及一种飞行器舱内无线供电装置。

背景技术

近年来，随着航天技术的发展和飞行器任务的多样化，对飞行器上电子设备提出了高性能、高可靠、智能化、集成化、小型化等方面的新要求。其中，飞行器非电量测量最具代表性。以临近空间飞行器测量为例，其特点如下：测量参数多、测点分布广、线缆连接杂、接插数量多。

要求的提升也带来了更多的问题，如重量增加：接插件一个从十几克到几公斤，电缆网重量从几公斤到几十公斤，固定金属件多且重；空间紧张：电缆主要分支粗、分支多，接插件个头大、数量多；安装不便：电缆网布线不易，不好固定，分支长度过长；以及易出故障：线挤压、挂断，接插件问题等等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供一种飞行器舱内无线供电装置，该装置基于电磁耦合原理实现，可实现飞行器内部电能无线供给，大幅度降低飞行器内部电线电缆的复杂程度，提升飞行器组装效率，有效降低飞行器非载荷设备质量，能够提高电气系统的可靠性、适应性、稳定性等各项性能。该装置实现了导弹武器系统电气系统全面实现无缆化，模块化。

本发明所采用的技术方案是：一种飞行器舱内无线供电装置，包括原级电能变换模块、原边谐振网络模块、副边谐振网络模块以及次级电能变换模块；

原级电能变换模块将输入工频交流电变换为高频交流电，高频交流电在原边谐振网络模块中激发出高频交变磁场；副边谐振网络模块接收高频交变磁场，从高频交变磁场中感应出同频电流，提供给次级电能变换模块；次级电能变换模块将高频交流电变换为负载需要的直流电压，提供给后级负载。

原级电能变换模块中，输入工频交流市电经过EMC滤波、整流滤波、直流斩波及高频逆变变换为10～100kHz高频交流电。

原边谐振网络包括原边线圈及原边线圈的调谐电容，调谐电容补偿线圈的无功功率，原边线圈是高频交流电的载体，高频交流电在原边线圈周围产生高频交变磁场。

副边谐振网络模块包括原边线圈及其调谐电容，调谐电容补偿线圈的无功功率，副边线圈利用电磁感应原理，从高频交变磁场中感应出同频电流，提供给次级电能变换模块。

次级电能变换模块将副边线圈感应到的高频交流电经高频整流滤波、直流斩波变换为负载需要的直流电压，提供给后级负载使用。

无线供电装置的输入电压为5VDC，电流不小于100mA，输出电压为3.3VDC，电流不小于40mA。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明采用基于电磁感应原理及磁场耦合原理的设计方案，实现了飞行器内部无线供电，打破了数十年来飞行器内部均使用有线电缆进行供电的局面；本发明采用小型化设计，大幅度降低产品质量，实现飞行器内部轻质稳定可靠的电能无线传输；本发明采用了模块化设计，大大提升了无线供电模块在其他设备间使用的可能性，为后续全弹无线供电的拓展预留了极大的可能性。

(2)本发明引入磁场耦合原理实现弹上无线供电，大幅度提高了电能供给端与电能获取端的作用距离，改善了现有技术供给端与获取段必须接触才可供电的现状。