一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统技术方案

本发明专利技术是一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统。本发明专利技术涉及无线电能传输技术领域，所述系统包括220V单相工频交流电、不控整流电路、Buck变换电路、D组逆变桥、Q组逆变桥、原边补偿网络、发射线圈、接收线圈、串联补偿拓扑、高频整流桥、DC/DC稳压电路和负载。本发明专利技术实现同时对桌面多个用电设备无线供电。本发明专利技术采用双发射线圈多接收线圈的系统结构，获得供电区域内感应电压恒定的特性，使得用电设备在全充电区域任意位置均可与恒定功率下工作。本发明专利技术采用LCL的补偿拓扑，可以保证发射电流的恒定，且不受负载性质、数量、大小的影响，智能匹配负载，任意切入切出和调整功率。

【技术实现步骤摘要】
一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统
本专利技术涉及无线电能传输
，是一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统。
技术介绍
家用学习桌、工作用办公桌等桌面上常放置多种电子设备，例如台灯、风扇、音箱、热水壶等，各设备的电源连接线往往使得桌面杂乱无章，占用很大空间；需经常插拔，使用不便；而且存在漏电、短路等安全隐患，使得用户体验较差。采用无线电能传输技术，可以取消掉桌面电子设备的电源线，真正做到“无尾供电”，不但能够提升其便捷性，使用起来更加方便，也使桌面更加整洁；而且具有很高的安全性，消除了插拔操作可能存在的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术为采用静态无线供电技术，降低安全隐患，本专利技术提供了以下技术方案：一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，所述系统包括220V单相工频交流电、不控整流电路、Buck变换电路、D组逆变桥、Q组逆变桥、原边补偿网络、发射线圈、接收线圈、串联补偿拓扑、高频整流桥、DC/DC稳压电路和负载；所述220V单相工频交流电数据电流经过不控整流电路和Buck变换电路，得到直流母线电压，直流母线电压经过D组逆变桥和Q组逆变桥后，通过原边补偿网络对发射线圈进行供电，所述发射线圈与接收线圈互感，所述接收线圈通过串联补偿拓扑、高频整流桥和DC/DC稳压电路，为负载供电；所述原边补偿网络用于实现负载随意切入切出及调整功率。优选地，所述不控整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，所述二极管D1和二极管D2一端接入220V单相工频交流电正极，二极管D1另一端连接二极管D3一端，所述二极管D2另一端连接二极管D4一端，所述二极管D3和二极管D4另一端接入220V单相工频交流电负极。优选地，所述Buck变换电路包括电容C0、开关管S0、二极管D0和电感L0，所述电容C0一端分别连接二极管D3一端和开关管S0一端，所述电容C0一端分别连接二极管D0和二极管D4一端，所述二极管D0与开关管S0另一端连接电感L0一端。优选地，所述D组逆变桥包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和电容C1，所述电感L0另一端分别连接开关管S1、开关管S3和电容C1一端，开关管S1另一端连接开关管S2一端，开关管S3另一端连接开关管S4一端，开关管S2和开关管S4另一端连接电容C1另一端。优选地，所述Q组逆变桥包括开关管S5、开关管S6、开关管S7、开关管S8和电容C2，所述电感L0另一端分别连接开关管S5、开关管S7和电容C2一端，开关管S5另一端连接开关管S6一端，开关管S7另一端连接开关管S8一端，开关管S6和开关管S8另一端连接电容C2另一端。优选地，所述原边补偿网络采用LCL的补偿拓扑，所述原边补偿网络包括电感LDr、电容CD、电感LQr和电容CQ，所述发射线圈包括第一发射线圈LD和第二发射线圈LQ；所述发射线圈采用两组方形线圈构成，空间位置互错1/4极距；开关管S1另一端连接电感LDr一端，电感LDr另一端连接电容CD和第一发射线圈LD一端，所述电容CD和第一发射线圈LD另一端连接开关管S4一端；开关管S5另一端连接电感LQr一端，电感LQr另一端连接电容CQ和第二发射线圈LQ一端，所述电容CQ和第二发射线圈LQ另一端连接开关管S8一端。优选地，所述接收线圈包括第一接收线圈LT、第二接收线圈LF和第三接收线圈LY，所述串联补偿拓扑包括电容CT、电容CF、电容CY，所述高频整流桥包括第一整流桥、第二整流桥和第三整流桥，所述第一整流桥包括二极管DT1、二极管DT2、二极管DT3、二极管DT4和电容CT0，所述第一接收线圈LT一端连接电容CT一端，所述电容CT另一端分别连接二极管DT1和二极管DT2一端，所述第一接收线圈LT另一端分别连接二极管DT3和二极管DT4一端，所述二极管DT1另一端连接二极管DT3另一端和电容CT0一端，所述二极管DT2另一端连接二极管DT4和电容CT0另一端。优选地，所述DC/DC稳压电路包括第一DC/DC稳压电路、第二DC/DC稳压电路和第三DC/DC稳压电路，所述电容CT0两端分别连接第一DC/DC稳压电路；所述第一整流桥、第二整流桥和第三整流桥结构相同，所述第一整流桥、第二整流桥和第三整流桥与串联补偿拓扑、接收线圈和DC/DC稳压电路连接关系相同。优选地，所述负载包括第一负载、第二负载和第三负载，所述第一DC/DC稳压电路、第二DC/DC稳压电路和第三DC/DC稳压电路依次为第一负载、第二负载和第三负载供电。优选地，所述负载包括台灯、风扇、蓝牙音箱、热水壶、净化器、手机、键盘和鼠标等多种用电设备。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术实现同时对桌面多个用电设备无线供电。本专利技术采用双发射线圈多接收线圈的系统结构，获得全供电区域内感应电压恒定的特性，使得用电设备在充电区域任意位置均可于恒定功率下工作。本专利技术采用LCL的补偿拓扑，可以保证发射电流的恒定，且不受负载性质、数量、大小的影响，智能匹配负载，任意切入切出和调整功率。附图说明图1为基于无线电能传输的无尾供电系统拓扑示意图；图2为基于无线电能传输的无尾供电系统的发射端示意图；图3为样机的耦合机构示意图；图4为负载示意图；图5为高频逆变源示意图；图6为无尾供系统实物图。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行了详细说明。具体实施例一：根据图1至图6所示，本专利技术提供一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，具体为：一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，所述系统包括220V单相工频交流电、不控整流电路、Buck变换电路、D组逆变桥、Q组逆变桥、原边补偿网络、发射线圈、接收线圈、串联补偿拓扑、高频整流桥、DC/DC稳压电路和负载；所述220V单相工频交流电经过不控整流电路和Buck变换电路，得到直流母线电压，直流母线电压经过D组逆变桥和Q组逆变桥后，通过原边补偿网络对发射线圈进行供电，所述发射线圈与接收线圈互感，所述接收线圈通过串联补偿拓扑、高频整流桥和DC/DC稳压电路，为负载供电；所述原边补偿网络用于实现负载随意切入切出及调整功率。所述不控整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，所述二极管D1和二极管D2一端接入220V单相工频交流电正极，二极管D1另一端连接二极管D3一端，所述二极管D2另一端连接二极管D4一端，所述二极管D3和二极管D4另一端接入220V单相工频交流电负极。所述Buck变换电路包括电容C0、开关管S0、二极管D0和电感L0，所述电容C0一端分别连接二极管D3一端和开关管S0一端，所述电容C0一端分别连接二极管D0和二极管D4一端，所述二极管D0与开关管S0另一端连接电感L0一端。所述D组逆变桥包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和电容C1，所述电感L0另一端分别连接开关管S1、开关管S3和电容C1一端，开关管S1另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，其特征是：所述系统包括220V单相工频交流电、不控整流电路、Buck变换电路、D组逆变桥、Q组逆变桥、原边补偿网络、发射线圈、接收线圈、串联补偿拓扑、高频整流桥、DC/DC稳压电路和负载；/n所述220V单相工频交流电数据电流经过不控整流电路和Buck变换电路，得到直流母线电压，直流母线电压经过D组逆变桥和Q组逆变桥后，通过原边补偿网络对发射线圈进行供电，所述发射线圈与接收线圈互感，所述接收线圈通过串联补偿拓扑、高频整流桥和DC/DC稳压电路，为负载供电；所述原边补偿网络用于实现负载随意切入切出及调整功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，其特征是：所述系统包括220V单相工频交流电、不控整流电路、Buck变换电路、D组逆变桥、Q组逆变桥、原边补偿网络、发射线圈、接收线圈、串联补偿拓扑、高频整流桥、DC/DC稳压电路和负载；
所述220V单相工频交流电数据电流经过不控整流电路和Buck变换电路，得到直流母线电压，直流母线电压经过D组逆变桥和Q组逆变桥后，通过原边补偿网络对发射线圈进行供电，所述发射线圈与接收线圈互感，所述接收线圈通过串联补偿拓扑、高频整流桥和DC/DC稳压电路，为负载供电；所述原边补偿网络用于实现负载随意切入切出及调整功率。


2.根据权利要求1所述的一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，其特征是：所述不控整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，所述二极管D1和二极管D2一端接入220V单相工频交流电正极，二极管D1另一端连接二极管D3一端，所述二极管D2另一端连接二极管D4一端，所述二极管D3和二极管D4另一端接入220V单相工频交流电负极。


3.根据权利要求2所述的一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，其特征是：所述Buck变换电路包括电容C0、开关管S0、二极管D0和电感L0，所述电容C0一端分别连接二极管D3一端和开关管S0一端，所述电容C0一端分别连接二极管D0和二极管D4一端，所述二极管D0与开关管S0另一端连接电感L0一端。


4.根据权利要求3所述的一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，其特征是：所述D组逆变桥包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4和电容C1，所述电感L0另一端分别连接开关管S1、开关管S3和电容C1一端，开关管S1另一端连接开关管S2一端，开关管S3另一端连接开关管S4一端，开关管S2和开关管S4另一端连接电容C1另一端。


5.根据权利要求4所述的一种全区域多负载恒功率的无尾供电系统，其特征是：所述Q组逆变桥包括开关管S5、开关管S6、开关管S7、开关管S8和电容C2，所述电感L0另一端分别连接开关管S5、开关管S7和电容C2一端，开关管S5另一端连接开关管S6一端，开关管S7另一端连接开关管S8一端，开关管S6和开关管S8另一端连接电容C2另一端。


6.根据权利要求1所述的一种全区域多负载恒功...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鑫，宋昕盈，崔淑梅，宋立伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23