【技术实现步骤摘要】
一种宽频谐振式无线电能传输系统
本专利技术涉及一种谐振式无线电能传输系统。
技术介绍
无线电能传输技术是支持负载设备以非接触方式从电源取电的电能输送技术。无线电能传输技术能有效克服线路供电方式存在的设备移动灵活性差、占用体积空间、易产生接触火花、存在线缆、线缆接头暴露、运动接触面磨损等问题,提高供电系统的安全性、可靠性及使用寿命。特别适用于移动装备、易燃易爆环境和水下、油气井下设备的安全供电,对电磁理论和供用电方式的发展具有重大的科学意义和实践价值,在无线传感器网络、电动汽车、工业机器人、航空航天、军事、油田矿井、水下作业等工业领域及在家用电器、医疗器械等民用领域均具有广泛的应用前景。无线电能传输技术按照实现原理可分为微波方式、射频方式、磁感应耦合方式及磁谐振耦合方式等。微波式输电实质是利用微波集束代替输电导线,波束通过自由空间后由接收整流天线收集,从而实现大功率、长远距离输电,对解决空间轨道供电、孤立地区供电、地面电站电能外送等问题意义显著,但微波传播不能穿越障碍物;射频方式根据天线发射和接收原理实现,利用电磁场衰减相对缓慢的远场从而突破长距离传递能量,其频率很高,天线可小型化,方便嵌入各种小型设备,但发射天线一般为全向天线,能量发散程度高,输电效率、能力甚低而大受掣肘;磁感应耦合方式利用电磁感应原理借助绕在不同磁性结构上的初级线圈及次级线圈之间的互感交换电能,但感应耦合式输电的极大劣势是其能量传输距离非常近,被限制在毫米量级;磁谐振式无线电能传输技术则是一种基于磁谐振耦合原理实现的非辐射性、高效、中距离输电的新型技术。磁谐振式无线电能传输技术的关键在于 ...
【技术保护点】
一种宽频谐振式无线电能传输系统,其特征在于,所述的无线电能传输系统包括能量发射端和能量接收端;能量发射端由隔离电源组、人机交互单元、高频信号发生单元、信号放大单元、信号隔离单元、高频驱动单元、扼流单元、变频及功率放大单元、第一匹配电容(Ct)及发射线圈组成;所述的隔离电源组包括控制电路DC和主电路DC;所述的控制电路DC分别连接人机交互单元、高频信号发生单元及高频驱动单元,主电路DC连接扼流单元;所述人机交互单元的输出端连接高频信号发生单元的输入端,高频信号发生单元的输出端连接信号隔离放大的输入端,信号放大单元的输出端连接信号隔离单元的输入端,信号隔离单元的输出端连接高频驱动输入端,高频驱动单元输出端连接变频及功率放大单元,扼流单元的输出端连接变频及功率放大单元的输入端,功率放大单元输出端连接第一匹配电容(Ct),第一匹配电容(Ct)连接发射线圈,第一匹配电容(Ct)和发射线圈组成谐振发射电路;能量接收端由接收线圈、第二匹配电容(Cr)、频率调整单元及工作负载组成;所述的接收线圈与第二匹配电容(Cr)组成谐振接收电路,谐振电路连接频率调整单元,频率调整单元的输出连接工作负载,给工作负载 ...
【技术特征摘要】
1.一种宽频谐振式无线电能传输系统,其特征在于,所述的无线电能传输系统包括能量发射端和能量接收端;能量发射端由隔离电源组、人机交互单元、高频信号发生单元、信号放大单元、信号隔离单元、高频驱动单元、扼流单元、变频及功率放大单元、第一匹配电容(Ct)及发射线圈组成;所述的隔离电源组包括控制电路DC和主电路DC;所述的控制电路DC分别连接人机交互单元、高频信号发生单元及高频驱动单元,主电路DC连接扼流单元;所述人机交互单元的输出端连接高频信号发生单元的输入端,高频信号发生单元的输出端连接信号放大单元的输入端,信号放大单元的输出端连接信号隔离单元的输入端,信号隔离单元的输出端连接高频驱动单元输入端,高频驱动单元输出端连接变频及功率放大单元,扼流单元的输出端连接变频及功率放大单元的输入端,变频及功率放大单元的输出端连接第一匹配电容(Ct),第一匹配电容(Ct)连接发射线圈,第一匹配电容(Ct)和发射线圈组成谐振发射电路;能量接收端由接收线圈、第二匹配电容(Cr)、频率调整单元及工作负载组成;所述的接收线圈与第二匹配电容(Cr)组成谐振接收电路,谐振电路连接频率调整单元,频率调整单元的输出连接工作负载,给工作负载供电;高频信号发生单元用于产生变频及功率放大单元所需的驱动信号,由FPGA与DDS结合实现,能够产生62.5kHz~10MHz范围内任意占空比任意波形;人机交互单元控制高频信号发生单元每次输出频率的选择,通过人机交互中的键盘,控制高频信号发生单元的信号产生;隔...
【专利技术属性】
技术研发人员:李艳红,刘国强,宋显锦,张超,张瑞华,
申请(专利权)人:中国科学院电工研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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