[发明专利]一种利用超声波实现密闭金属容器内负载闭环供电的系统

摘要

一种利用超声波实现密闭金属容器内负载闭环供电的系统属于无线电能传输领域，系统中的电能发射系统中逆变电路的直流侧为控制电路输出直流电，经逆变电路后转换为交流电，传输至接收换能器A，经电能变换电路处理后为直流负载、充放电电路供电，为密闭金属容器内各个电路供电；电压采集得到直流负载电压与三角波电路进行比较，得到带有电压信息的方波信号，经过放大电路后驱动发射换能器B，接收换能器B接收到的信息经过检波电路，得到与直流电压，并与逆变电路直流侧电压共同输入到控制电路，控制电路用于稳定逆变电路直流侧电压。本发明增加发射侧与接收侧之间的电压回送通道，使系统既可以进行能量传输，又可以进行信息传送，实现系统的闭环稳定供电。

主权项

1.一种利用超声波实现密闭金属容器内负载闭环供电的系统，其特征在于，所述的闭环供电系统以超声波的形式进行金属介质下的电能传输与信息传输，包括电能发射系统、电能接收系统、信息发射部分、信息接收部分以及金属传输介质；所述的发射、接收换能器通过机械装置、在金属表面涂耦合剂或者两种方式组合的方法固定在金属介质厚壁的两侧；所述的电能发射系统包括控制电路、逆变电路、发射换能器A；所述的控制电路用输出直流电压并对直流电压进行调节，直流电压经逆变电路后传输至发射换能器A，发射换能器A实现电能向声能的转换，并将超声波发射到金属传输介质中；所述的电能接收系统包括接收换能器A、电能变换电路、充放电电路、直流负载电路；所述的接收换能器A用于接收从发射换能器A传递到金属传输介质中的超声波，将声能转换为电能传送给电能变换电路；所述的电能变换电路将交流电转换为直流电，并为直流负载电路和充放电电路供电；所述的充放电电路为密闭金属容器内其他电路部分提供稳定电源；所述的信息发送部分包括电压采集电路、三角波电路、比较电路、放大电路、以及发射换能器B；所述的电压采集电路采集能接收系统中直流负载电路两侧的直流电压，并将其传输至比较电路；所述的三角波比较电路用于提供比较信号，并将其传输至比较电路；所述的比较电路比较采集到的负载电压与三角波信号后，产生固定频率的PWM波，传输至放大电路；所述放大电路驱动发射换能器B，发射换能器B将电能转化为声能，将转化后的超声波传输到金属介质中；所述的信息接收部分包括接收换能器B、检波电路；所述的接收换能器B接收从发射换能器B传递到金属介质中的超声波，实现声能向电能的转变，并将电能传输至检波电路；所述的检波电路用来检测由接收换能器B接收到的电压有效值，并将该有效值转变为直流电压输出；所述的金属传输介质为密闭金属容器厚壁，作为超声波的传输路径，金属厚壁的厚度按照实际工程需求选择；所述的三角波电路的三角波频率、比较电路输出的PWM波的频率以及发射换能器B的最佳工作频率一致。