[发明专利]一种应用于WPT系统的频率跟踪装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于WPT系统的频率跟踪装置。对于摄入到WPT系统受到外界干扰或一些不确定因素，应用频率跟踪装置能对系统工作频率实时调节，保证电能高效传输。

背景技术

自从1840年发现利用电磁感应现象及导线可以传输电能至今，电能的传输主要是由导线直接接触进行传输的。电工设备的充电一般是通过插头和插座来进行，但是在进行大功率充电时，这种充电方式存在高压触电的危险。且由于存在摩擦和磨损，系统的安全性、可靠性及使用寿命较低，特别是在化工、采矿等一些易燃、易爆领域，极易引发大的事故。新型无接触电能传输系统采用电磁感应原理、电力电子技术以及控制理论相结合，实现了电能的无线传输，完全克服了以上限制。

根据电能传输原理，无线电能传输大致上可以分为三类：第一类是变压器原理的直接耦合式，这种方式功率虽然较大，但是仅适于近距离；第二类电波无线能量传输技术，直接利用电磁波能量可以通过天线发射和接收的原理，这种方式虽然实现了长距离和大功率能量的传输，但是能量传输受方向限制，也不能绕过障碍物，并且损耗较大，对人体和其它生物都有严重伤害；第三类是非辐射耦合谐振方式，该技术可以在有障碍物的情况下传输，传输距离也比较远，传输功率也较大，而且对人体没有伤害。

综上所述，第三种电能传输方式有着很大的开发潜力，它的出现进一步扩大了无线电能传输技术的应用目标和领域。毫无疑问，这种传能模式必将成为无线电能传输一个新的发展方向。目前磁耦合谐振式电能传输技术的研究尚处于起步阶段，主要集中在系统性能的提高和特殊场合应用研究。

为了使无线电能传输系统工作在最佳状态，通常要求发射线圈与接收线圈严格对齐，减小系统能量损耗，使系统传输效率最大。然而实际工作过程中，系统不可避免的会受到干扰，例如收、发线圈间存在水平偏移或耦合角度等，这些干扰因素的摄入导致系统传输效率的下降，致使系统无功功率增加，造成能量损失。

本发明旨在解决无线电能传输系统在受到外界干扰情况下，系统传输效率下降的问题。设计了一种智能化、实时性高、可靠性强工作频率跟踪装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出了一种应用于WPT系统的频率跟踪装置，该装置具有智能化、实时性高、可靠性强的特点。

本发明所采用的技术方案是：应用于WPT系统的频率跟踪装置，包括DSP控制系统，是本发明装置的核心控制单元，其特征在于，还设置有：功率检测系统用于检测WPT系统的电能参数，无线发射模块用于传输由功率检测系统获得的电能传输，无线接收系统用于接收无线发射系统发出的无线信号并输送到DSP控制系统。

所述的DSP控制系统是WPT系统工作频率自适应调节装置的核心部分之一，包括输入电路、DSP最小系统和输出电路等。从无线接收系统获得的电能参数与DSP设定的参数进行比较，若大于设定参数，DSP系统则发出控制信号改变WPT系统工作频率，若小于设定参数，DSP系统则不会发出改变工作频率的控制信号。

所述的功率检测系统可实时检测WPT系统的电能参数，并将电能信号经过处理后传输给无线发射系统发射。

所述的无线接收系统系统可实时接收无线发射系统发射的电信号，并将该电信号送给DSP系统进行比较分析。

本发明一种应用于WPT系统的频率跟踪装置，该装置具有高鲁棒性、高可靠性、智能化的特点。当系统通电工作后，功率检测系统实时检测WPT系统的电能信号，通过无线收发系统的信号传输，最终将信号送到DSP系统进行比较分析，输出控制信号时WPT系统工作在最佳频率点，使WPT系统传输效率最大，避免了WPT系统在受到外界干扰时能量的损耗。

附图说明

图1是设计系统的整体框图；

图2是DSP系统框图；

图3是功率检测系统框图；

具体实施方式

本发明提供一种具有宽频带、智能化、高可靠性的一种应用于WPT系统的频率跟踪装置。下面结合实施例和附图对本发明的一种应用于WPT系统的频率跟踪装置做出详细说明。