[发明专利]一种无线能量传输效率测试系统

摘要

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。

主权项

1.一种无线能量传输效率测试系统，其特征在于：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UI和输入电流II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UO和输出电流IO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；移动装置控制接收端线圈，使得接收端线圈相对于发送端线圈产生距离d、偏移量δ或偏移角λ的变化，并将距离d、偏移量δ或偏移角λ信息发送至上位机；接收端线圈中心在发送端线圈坐标系O₀X₀Y₀Z₀中的坐标为(x₁，y₁，z₁)，θ为接收端线圈平面沿过线圈中心垂直向上的轴相对于发送端线圈平面的偏转角，则在初始位置，接收端线圈与发送端线圈平行；所述发送端线圈坐标系O₀X₀Y₀Z₀以发送端线圈中心为原点O₀，垂直于发送端线圈所在平面方向为X₀轴，沿原点竖直向上方向为Z₀轴，Y₀轴与X₀轴、Z₀轴符合右手定则；上位机采集发送端控制器发送的输入电压UI、输入电流II，接收端控制器发送的输出电压UO、输出电流IO及移动装置发送的距离d、偏移量δ或偏移角λ信息；上位机向移动装置发送指令控制接收端线圈相对发送端线圈产生距离d、偏移量δ或偏移角λ变化，向发送端控制器发送指令对发送端控制器工作频率f进行设置；上位机根据输入电压UI、输入电流II、输出电压UO、输出电流IO得到无线能量传输效率η及无线能量传输效率η与距离d、偏移量δ、偏移角λ、发送端控制器工作频率f或负载阻抗R的关系。