无线能量传输系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供的一种无线能量传输系统，属于无线充电技术领域。该系统通过判断发射模块和接收模块的输出功率是否达到最大值，在发射模块和接收模块的输出功率均不达到所述最大值，即发射模块与接收模块之间不处于谐振状态时，为了调节发射模块与接收模块之间重新处于谐振状态，则第一控制电路同时控制高频电源的电路频率以及发射电路调节其电路频率，与此同时第二控制电路控制接收电路调节其电路频率，由此，通过同时调节高频电源、发射电路以及接收电路三者的电路频率，从而实现最大传输效率及最大传输功率。

Wireless Energy Transfer System

The embodiment of the utility model provides a wireless energy transmission system, which belongs to the field of wireless charging technology. By judging whether the output power of the transmitting module and the receiving module reaches the maximum, the system controls the power of the high frequency power supply at the same time when the output power of the transmitting module and the receiving module does not reach the maximum, that is, when the transmitting module and the receiving module are not in the resonant state, in order to adjust the resonant state between the transmitting module and the receiving module, the first control circuit controls the power of the high frequency power supply at the same time. At the same time, the second control circuit controls the receiving circuit to adjust its circuit frequency. Thus, by adjusting the circuit frequency of the high frequency power supply, the transmitting circuit and the receiving circuit at the same time, the maximum transmission efficiency and the maximum transmission power can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
无线能量传输系统
本技术涉及无线充电
，具体而言，涉及一种无线能量传输系统。
技术介绍
随着电子设备小型化、智能化的发展和新能源汽车的出现，电子设备的充电接口虽然趋于统一，但是各种快充技术的出现使得人们又面临着充电插头繁多、标准不一的困扰。此外，对于外出旅行和工作的人来说，大量的电子设备对应着大量的充电器，为外出增加了更多的负担。另一方面，充电线的存在，对于电子设备的重度依赖者来说，无异于是一种“灾难性的”设计。因此，无线能量传输技术应运而生，是解决这一矛盾的最好方法。无线能量传输技术，顾名思义即在不使用充电线的情形下使得电能在空气中传输。无线能量传输技术也称为无线电能传输技术，其原理是利用发射端交变电流产生的一个交变电磁场，然后利用电磁场在接收端的电磁感应现象产生交变电流，如此有电生磁到磁生电就能够将电能由一端发射到另一端。无线能量传输技术广泛应用的为磁耦合谐振式，磁耦合谐振式变频技术在当前的研究中，还主要是以自调谐技术为主，这种方法虽然打破了传统上频率固定调谐的桎梏，解决了频率失谐问题；但是其频率跟踪调谐的本质仍然是阻抗匹配，这种方法在实际电路中由于工作时长、电路连接和频率高低等问题容易引起导线寄生电容、寄生电感的变化，调谐精度很低，因此无法完全克服交叉耦合现象引起的频率漂移，也就是无法保证传输效率和传输功率都最大化。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种无线能量传输系统，其能够改善上述问题。本技术的实施例是这样实现的：一种无线能量传输系统，其特征在于，所述无线能量传输系统包括发射模块和接收模块，所述发射模块包括发射电路、高频电源、第一电流电压采集电路以及第一控制电路，所述接收模块包括接收电路、第二电流电压采集电路以及第二控制电路，所述发射电路与所述高频电源连接，所述高频电源与所述第一控制电路连接，所述第一电流电压采集电路与所述发射电路连接，所述发射电路与所述接收电路无线连接，所述第一控制电路与所述第二控制电路无线连接，所述接收电路与所述第二电流电压采集电路连接，所述第二控制电路与所述第二电流电压采集电路连接；所述第二电流电压采集电路采集所述接收模块的第二电流和第二电压，并根据所述第二电流与所述第二电压计算获得所述接收模块当前时刻的输出功率，且在判断所述接收模块当前时刻的输出功率小于所述当前时刻以前的前一时刻的输出功率时，发送第一调节指令至所述第二控制电路；所述第二控制电路根据所述第一调节指令控制所述接收模块调节其电路频率，以使所述接收模块的输出功率达到最大值；所述第二控制电路根据所述第一调节指令向所述第一控制电路发送控制指令；所述第一控制电路根据所述控制指令控制所述第一电流电压采集电路采集所述发射模块的第一电流和第一电压；所述第一电流电压采集电路根据所述第一电流与所述第一电压计算获得所述发射模块的输出功率，且在判断所述发射模块的输出功率小于所述最大值时，发送第二调节指令至所述第一控制电路；所述第一控制电路根据所述第二调节指令控制所述高频电源调节其电路频率以及控制所述发射电路调节其电路频率，以使所述发射模块的输出功率达到所述最大值。在本技术较佳的实施例中，所述发射电路包括发射线圈、第一步进电机、第二步进电机，第一可调电容以及第一可调电感，所述发射线圈与所述接收电路连接，所述第一步进电机与所述第一可调电容连接，所述第二步进电机与所述第一可调电感连接，所述第一控制电路均与所述第一步进电机、所述第二步进电机连接。在本技术较佳的实施例中，所述高频电源包括第一电源、第二电源、第三电源、驱动芯片、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一二极管以及场效应管，所述第一电容的一端与所述第一电源的正极连接，所述第一电容的另一端接地，所述驱动芯片还与所述第二电源的正极连接，所述第二电源的正极与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述驱动芯片还与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端、所述第一二极管的阴极、所述场效应管的栅极连接，所述第二电阻、所述第一二极管的阳极均接地，所述场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极与所述第三电源的正极连接。在本技术较佳的实施例中，所述接收电路包括接收线圈、第三步进电机、第四步进电机、第二可调电容、第二可调电阻以及第三电感，所述第二控制电路分别与所述第三步进电机、第四步进电机连接，所述第三步进电机与所述第二可调电容连接，所述第四步进电机与所述第二可调电阻连接，所述接收线圈与所述发射线圈连接。在本技术较佳的实施例中，所述第一电流电压采集电路包括比较电路、与所述比较电路的第一端连接的采样电路、与所述比较电路的第二端连接的参考电路及与所述采样电路连接的主控电路。在本技术较佳的实施例中，所述采样电路包括采样电容和采样电阻，所述采样电容与所述发射电路并联，所述采样电阻与所述发射电路串联。在本技术较佳的实施例中，所述采样电路还包括分压电路，所述分压电路与所述发射电路并联。在本技术较佳的实施例中，所述分压电路包括多个串联的第一电阻。在本技术较佳的实施例中，所述参考电路包括第二电阻及与所述第二电阻串联的二极管。在本技术较佳的实施例中，所述第一控制电路和所述第二控制电路均为单片机。本技术实施例的有益效果是：本技术实施例提供的一种无线能量传输系统，该系统通过所述第二电流电压采集电路采集所述接收模块的第二电流和第二电压，并根据所述第二电流与所述第二电压计算获得所述接收模块当前时刻的输出功率，且在判断所述接收模块当前时刻的输出功率小于所述当前时刻以前的前一时刻的输出功率时，发送第一调节指令至所述第二控制电路，然后所述第二控制电路根据所述第一调节指令控制所述接收模块调节其电路频率，以使所述接收模块的输出功率达到最大值，所述第二控制电路根据所述第一调节指令向所述第一控制电路发送控制指令，所述第一控制电路根据所述控制指令控制所述第一电流电压采集电路采集所述发射模块的第一电流和第一电压，所述第一电流电压采集电路根据所述第一电流与所述第一电压计算获得所述发射模块的输出功率，且在判断所述发射模块的输出功率小于所述最大值时，发送第二调节指令至所述第一控制电路，本方案中可通过同时调节高频电源、发射电路及接收电路三者的电路阻抗，从而使得发射模块与接收模块处于谐振状态，进而实现最大传输效率和最大传输功率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例为本技术实施例提供的一种无线能量传输系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种无线能量传输系统的结构框图；图3为本技术实施例提供的一种发射电路的电路原理图；图4为本技术实施例提供的一种高频电源的电路原理图；图5为本技术实施例提供的一种第一电流电压采集电路的电路原理图。图标：100-无线能量传输系统；110-发射模块；111-高频电源；112-发射电路；113-第一控制电路；114-第一电流电压采集电路；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线能量传输系统，其特征在于，所述无线能量传输系统包括发射模块和接收模块，所述发射模块包括发射电路、高频电源、第一电流电压采集电路以及第一控制电路，所述接收模块包括接收电路、第二电流电压采集电路以及第二控制电路，所述发射电路与所述高频电源连接，所述高频电源与所述第一控制电路连接，所述第一电流电压采集电路与所述发射电路连接，所述发射电路与所述接收电路无线连接，所述第一控制电路与所述第二控制电路无线连接，所述接收电路与所述第二电流电压采集电路连接，所述第二控制电路与所述第二电流电压采集电路连接；所述第二电流电压采集电路采集所述接收模块的第二电流和第二电压，并根据所述第二电流与所述第二电压计算获得所述接收模块当前时刻的输出功率，且在判断所述接收模块当前时刻的输出功率小于所述当前时刻以前的前一时刻的输出功率时，发送第一调节指令至所述第二控制电路；所述第二控制电路根据所述第一调节指令控制所述接收模块调节其电路频率，以使所述接收模块的输出功率达到最大值；所述第二控制电路根据所述第一调节指令向所述第一控制电路发送控制指令；所述第一控制电路根据所述控制指令控制所述第一电流电压采集电路采集所述发射模块的第一电流和第一电压；所述第一电流电压采集电路根据所述第一电流与所述第一电压计算获得所述发射模块的输出功率，且在判断所述发射模块的输出功率小于所述最大值时，发送第二调节指令至所述第一控制电路；所述第一控制电路根据所述第二调节指令控制所述高频电源调节其电路频率以及控制所述发射电路调节其电路频率，以使所述发射模块的输出功率达到所述最大值。...

【技术特征摘要】
1.一种无线能量传输系统，其特征在于，所述无线能量传输系统包括发射模块和接收模块，所述发射模块包括发射电路、高频电源、第一电流电压采集电路以及第一控制电路，所述接收模块包括接收电路、第二电流电压采集电路以及第二控制电路，所述发射电路与所述高频电源连接，所述高频电源与所述第一控制电路连接，所述第一电流电压采集电路与所述发射电路连接，所述发射电路与所述接收电路无线连接，所述第一控制电路与所述第二控制电路无线连接，所述接收电路与所述第二电流电压采集电路连接，所述第二控制电路与所述第二电流电压采集电路连接；所述第二电流电压采集电路采集所述接收模块的第二电流和第二电压，并根据所述第二电流与所述第二电压计算获得所述接收模块当前时刻的输出功率，且在判断所述接收模块当前时刻的输出功率小于所述当前时刻以前的前一时刻的输出功率时，发送第一调节指令至所述第二控制电路；所述第二控制电路根据所述第一调节指令控制所述接收模块调节其电路频率，以使所述接收模块的输出功率达到最大值；所述第二控制电路根据所述第一调节指令向所述第一控制电路发送控制指令；所述第一控制电路根据所述控制指令控制所述第一电流电压采集电路采集所述发射模块的第一电流和第一电压；所述第一电流电压采集电路根据所述第一电流与所述第一电压计算获得所述发射模块的输出功率，且在判断所述发射模块的输出功率小于所述最大值时，发送第二调节指令至所述第一控制电路；所述第一控制电路根据所述第二调节指令控制所述高频电源调节其电路频率以及控制所述发射电路调节其电路频率，以使所述发射模块的输出功率达到所述最大值。2.根据权利要求1所述的无线能量传输系统，其特征在于，所述发射电路包括发射线圈、第一步进电机、第二步进电机，第一可调电容以及第一可调电感，所述发射线圈与所述接收电路连接，所述第一步进电机与所述第一可调电容连接，所述第二步进电机与所述第一可调电感连接，所述第一控制电路均与所述第一步进电机、所述第二步进电机连接。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹鹏飞，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62