[发明专利]一种小功率无线传能方法及装置

说明书

本发明公开了一种小功率无线传能方法及装置，该方法包括步骤：S1：组装试验所需设备，包括充电装置以及检测装置；S2：主电路连接后，将发射线圈接入电源，且接收线圈接入负载；S3：检查所有线路，并使用LCR测试仪测量电感、电容以及电阻参数；S4：启动电源，并调节电源的输出电压、电流以及频率参数；通过将整个装置的输入端与工频电源相连接，工频交流电通过带功率因数校正器(PFC)的AC‑DC变换器变为直流电并使电路的功率因数达到0.99以上，该直流电通过DC‑AC高频变换器变为高频交流电并发送到发射线圈，发射线圈发送电能；接收线圈接收到的电能，通过高频AC‑DC变换器为负载供电，从而实现了无线充电功能。

技术领域

本发明涉及电磁场技术领域，具体是一种小功率无线传能方法及装置。

背景技术

无线电能传输又称非接触电能传输，是指通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量(如电磁场能、激光、微波及机械波等)，隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能，实现无线电能传输。

国内外多家机构、院校、公司都正在进行无线电能传输技术的研究，我国无线充电技术研究主要集中在电动汽车、高速列车等领域，理论层面已达到或接近国际先进水平，部分研究成果世界领先，但工程实践相对较少，产业化与国外还有差距。目前，电磁感应耦合式、磁谐振耦合式(简称“磁共振式”)、微波辐射式、光电转换式是应用最为广泛的无线能量传输方式。综合对比以上几种充电方式，要求达到实现传输总功率比较小、传输距离大、系统转换效率高的无线充电技术，

磁谐振耦合式无线能量传输是目前的首选方式，根据统计数据研究，磁谐振耦合式无线能量传输在30cm以下时，传输效率可达到90％以上，但是传输距离超过30cm后，传输效率急剧下降，由此可见，传输距离和功率不是研究难点，难点在于传输效率的提升；因此，针对上述问题提出一种小功率无线传能方法及装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决现有能量传输方式传输效率较低的问题，本发明提出的一种小功率无线传能方法及装置。

一种小功率无线传能方法，该方法包括以下步骤：

S1：组装试验所需设备，包括充电装置以及检测装置；

S2：主电路连接后，将发射线圈接入电源，且接收线圈接入负载；

S3：检查所有线路，并使用LCR测试仪测量电感、电容以及电阻参数；

S4：启动电源，并调节电源的输出电压、电流以及频率参数；

S5：测量步骤S4调节后的线圈功率，并测量系统各部分的工作温度。

优选的，所述S1中，充电装置包括：PFC整流器、高频逆变器、阻抗变化器、高频整流器、发射线圈、接收线圈、负载、电源、U型磁芯组以及I型磁芯组；

其中PFC整流器主要提供稳定直流电源，提高整流功率因数；

高频逆变器主要将直流电源逆变成高频交流电流；

阻抗变化器主要将高频逆变器输出的交流电源进行LC谐振，产生数百倍的磁场能量，通过优化磁路结构和线圈结构，使能量从发射线圈高效传递给接收线圈；

高频整流器主要将接收线圈接收的高频交流电源变化成直流电源，供负载使用；

组合U型磁芯组以及I型磁芯组，配合设置的屏蔽结构，能够将磁场能量集中在发射线圈以及接收线圈，能够实现同时满足传输总功率大于等于1KW、传输距离大于等于1m，且系统转换效率大于等于88％的无线电能传输需求。

优选的，所述S2中，试验装置中采用双发射线圈以及单接收线圈结构，且单个发射线圈由直径6毫米高频线绕制六圈而成，而单个接收线圈由直径6毫米高频线绕十二匝制成；