一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，包括电源、具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分、具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分、负载；所述电源为具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分提供电能，所述具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分将接收到的电能通过整流调压传输给负载。在无线电能传输过程中识别出合法用户，并能有选择性的对合法用户进行供电，实时监测当前无线电能传输系统的整体工作过程，当检测到系统中存在非法用户时，在不影响对合法用户供电的前提下切断对该非法用户的电能供应。

A radio energy transmission device with identity recognition and resonant decoupling function

The invention discloses a radio energy transmission device with identity recognition and resonant decoupling function, including power supply, identification and resonant decoupling emitter part with resonant frequency hopping function, identification and resonance decoupling receiver part with resonant frequency hopping function, negative load, and the power supply has resonant frequency hopping work. The energy of the capable identity identification and resonant decoupling emitter is provided, and the identity recognition and resonant decoupling receiver part having the resonant frequency hopping function transfers the received electric energy to the load through rectification and voltage regulation. In the process of radio transmission, a legitimate user can be identified, and a selective power supply to the legitimate user is available to monitor the overall working process of the current radio transmission system. When the illegal user is detected in the system, the power supply for the illegal user is cut off without affecting the power supply to the legitimate user. Yes.

【技术实现步骤摘要】
一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置
本专利技术属于无线电能传输领域，特别是涉及到一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置。
技术介绍
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。无线电能传输中的谐振式无线电能传输技术主要原理是两个或多个具有相同谐振频率的线圈之间实现电能在中距离下的高效传输。谐振式无线电能传输具有无目标性特点，只要具有相同谐振频率就有可能建立能量传输通道，而正是这种特点使得无线电能传输的安全性和可靠性需要保护防止非法设备参与建立能量通道。并且随着技术的不断成熟，谐振式无线电能传输距离不断提高，实际应用范围也不断扩大，“窃电”风险逐步加大，因此防止“窃电”问题已是亟待解决的关键问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，在无线电能传输过程中识别出合法用户，并能有选择性的对合法用户进行供电，实时监测当前无线电能传输系统的整体工作过程，当检测到系统中存在非法用户时，在不影响对合法用户供电的前提下切断对该非法用户的电能供应。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，包括电源、具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分、具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分、负载；所述电源为具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分提供电能，所述具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分将接收到的电能通过整流调压传输给负载。进一步的，所述具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分包括：发射端功率检测电路、发射端无线通信模块、用于产生伪随机码的发射端单片机控制器、具有谐振跳频功能的发射线圈；所述发射端功率检测电路、发射端无线通信模块、具有谐振跳频功能的发射线圈都连接所述发射端单片机控制器；所述发射端功率检测电路连接电源，所述电源一端连接所述发射端单片机控制器，一端连接具有谐振跳频功能的发射线圈。更进一步的，所述电源包括依次连接的直接数字式频率合成器DDS、宽带线性功率放大器；所述直接数字式频率合成器DDS连接所述发射端单片机控制器，所述宽带线性功率放大器一端连接所述发射端功率检测电路，一端连接具有谐振跳频功能的发射线圈。更进一步的，所述具有谐振跳频功能的发射线圈包括继电器与高频电容所组成的并联阵列及包括单匝激励线圈和多匝发射线圈的发射端电能发射线圈；所述并联阵列与所述发射端电能发射线圈连接，从而调节频率；所述继电器一端接高电平一端接三极管的集电极，所述继电器还并联快恢复二极管；所述三极管的基极连接光电耦合器，所述光电耦合器另一端连接所述接收端单片机控制器的IO口。更进一步的，所述发射端无线通信模块采用ZigBee通讯模块用于对接收端的身份识别，谐振解耦过程的时序同步、功率数据传输、数据校验。进一步的，所述具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分包括接收端无线通信模块、用于产生伪随机码的接收端单片机控制器、整流稳压电路、接收端功率检测电路、具有谐振跳频功能的接收线圈；所述接收端无线通信模块、接收端功率检测电路、具有谐振跳频功能的接收线圈连接所述接收端单片机控制器；所述具有谐振跳频功能的接收线圈通过整流稳压电路连接负载；所述接收端功率检测电路连接所述整流稳压电路。更进一步的，所述具有谐振跳频功能的接收线圈包括继电器与高频电容所组成的并联阵列及包括单匝激励线圈和多匝接收线圈的接收端电能接收线圈；所述并联阵列与所述接收端电能接收线圈连接，从而调节频率；所述继电器一端接高电平一端接三极管的集电极，所述继电器还并联快恢复二极管；所述三极管的基极连接光电耦合器，所述光电耦合器另一端连接所述接收端单片机控制器的IO口。更进一步的，所述接收端无线通信模块采用ZigBee通讯模块用于功率数据传输、谐振解耦过程的时序同步、数据校验。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术所述的一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，在无线电能传输过程中识别出合法用户，并能有选择性的对合法用户进行供电，实时监测当前无线电能传输系统的整体工作过程，当检测到系统中存在非法用户时，在不影响对合法用户供电的前提下切断对该非法用户的电能供应，实现了对合法用户的身份识别，解决了非法用户违法“窃电”的行为，更是在不终止对合法用户供电的情况下切断非法用户建立的能量通道，提高无线电能传输系统的整体可靠性和用电的安全性。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图；图2是本专利技术实施例的具有谐振跳频功能的发射线圈结构示意图；图3是本专利技术实施例的具有谐振跳频功能的接收线圈结构示意图；图4是本专利技术实施例的继电器驱动电路结构示意图；图5是本专利技术实施例的发射端功率检测电路结构示意图；图6是本专利技术实施例的接收端功率检测电路结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术所述的一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，能快速有效的进行身份识别从而切断非法用户所建立的能量通道。相比于其他身份识别或谐振解耦装置或单独的身份识别和谐振解耦，该装置结构更加合理，可靠性更高。本装置可分为四大部分,分别为电源、具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置发射端部分、具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置接收端部分和负载。电源为具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置发射端部分提供电能，电能通过磁耦合谐振从具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置发射端传输到具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置接收端。接收到的电能通过整流调压传输给负载从而完成电能的无接触传输。具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置发射端部分与电源配合工作。如图1所示，所述电源包括：直接数字式频率合成器(DDS)、宽带线性功率放大器；所述无线电能传输身份识别与谐振解耦发射端部分包括：发射端功率检测电路、发射端无线通信模块、发射端单片机控制器、具有谐振跳频功能的发射线圈。所述直接数字式频率合成器(DDS)用于产生高频正弦信号。所述宽带线性功率放大器用于将直接数字式频率合成器(DDS)所产生的正弦信号进行功率放大。所述发射端功率检测电路用于发射端功率的检测及监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，其特征在于，包括电源、具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分、具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分、负载；所述电源为具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分提供电能，所述具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分将接收到的电能通过整流调压传输给负载。

【技术特征摘要】
1.一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，其特征在于，包括电源、具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分、具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分、负载；所述电源为具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分提供电能，所述具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦接收端部分将接收到的电能通过整流调压传输给负载。2.根据权利要求1所述的一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，其特征在于，根据权利要求1所述的所述具有谐振跳频功能的身份识别与谐振解耦发射端部分包括：发射端功率检测电路、发射端无线通信模块、用于产生伪随机码的发射端单片机控制器、具有谐振跳频功能的发射线圈；所述发射端功率检测电路、发射端无线通信模块、具有谐振跳频功能的发射线圈都连接所述发射端单片机控制器；所述发射端功率检测电路连接电源，所述电源一端连接所述发射端单片机控制器，一端连接具有谐振跳频功能的发射线圈。3.根据权利要求2所述的一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，其特征在于，所述电源包括依次连接的直接数字式频率合成器DDS、宽带线性功率放大器；所述直接数字式频率合成器DDS连接所述发射端单片机控制器，所述宽带线性功率放大器一端连接所述发射端功率检测电路，一端连接具有谐振跳频功能的发射线圈。4.根据权利要求2所述的一种具有身份识别与谐振解耦功能的无线电能传输装置，其特征在于，所述具有谐振跳频功能的发射线圈包括继电器与高频电容所组成的并联阵列及包括单匝激励线圈和多匝发射线圈的发射端电能发射线圈；所述并联阵列与所述发射端电能发射线圈连接，从而调节频率；所述继电器一端接高电平一端接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，霍柯，杨庆新，董维豪，李玉梅，刘哲，冯绍杰，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12