[發明專利]無線電能傳輸裝置

有效

• 申請號: 201010167966.6
• 申請日: 2010-05-05
• 公開（公告）號: CN101814776A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 朱俊杰
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子技術領域，涉及一種無線電能傳輸裝置，主要應用于便攜式設備供電。

背景技術

現代人生活在充斥著電線、插座的世界，受插座的制約，人們的用電受到較大的限制， 另外，電線和插座如果多到一定程度，會造成環境的雜亂，影響室內的美觀，而且，電線 和插座的大量制造和使用，勢必消耗大量的物質和能源，不利于構建資源節約型的和諧社 會。

發明內容

本發明要解決技術問題是提供一種無線電能傳輸裝置，采用該無線電能傳輸裝置能便 利地為便攜式設備充電。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種無線電能傳輸裝置，其特征在于，包括微處理器、電磁耦合陣列、電流檢測電路、 A/D轉換器、接收線圈和用于輸出直流電壓給用電設備的橋式整流器，電磁耦合陣列由多 個發送線圈組成，微處理器的輸出端與電磁耦合陣列相連接，電磁耦合陣列與接收線圈之 間形成電磁耦合，接收線圈接橋式整流器的輸入端；電流檢測電路的輸出端接A/D轉換器 的輸入端，A/D轉換器的輸出端接微處理器的輸入端；

所述的電磁耦合陣列為由多個發送線圈組成的水平環形陣列，多個發送線圈彼此獨 立，每一個發送線圈屬于一個單獨的發送回路中，所述的發送回路由一個發送線圈 (TRANSMITTER)、電子開關(Q4)、升壓變壓器的原邊(T1)和電容(C2)串接而成， 電容(C2)的正極接直流電源正極，電容(C2)的負極接地；電子開關(Q4)的控制端 經驅動電路與微處理器的一個方波信號輸出端相接；

升壓變壓器的副邊接整流橋的輸入端，整流橋的輸出端接A/D轉換器的輸入端。

所述的微處理器為單片機或者CPLD，所述的電子開關為MOS管IRF640。

發送線圈和接收線圈的匝數比為1∶1，均為25匝，A/D轉換器選用精度為8位的 ADC0832，升壓變壓器的變比為500。

本發明的技術原理如下：

第一我們知道只有變壓器的耦合程度為100％才可能是效率最高，這也就意味著該方 案用于無線輸電時，用于發射和接受的線圈必須緊緊耦合在一起，如果有一點錯位效率便 會迅速下降。為了解決這個問題，再發射端用一個個帶磁芯的線圈做一組磁耦合陣列，每 不同的帶磁芯的線圈的方向不相同，而在接收端只用一個帶磁芯的耦合線圈。假如在發射 端有一個線圈與接收端是正對著的，由于某種原因，相對位置發生了變動，這時接收端的 線圈很有可能與發射端線圈陣列里的另一個線圈正對，為了減少電能的浪費，可以采用單 片機或者CPLD定時對發射端的線圈陣列各個線圈的電流進行采樣，再根據線圈中的電流 情況將電流低(即耦合程度低)的線圈從整列中切除，以節約電能。

第二在磁耦合陣列的線圈中如果沒有接收端的線圈與之相對，那么這些線圈中會有很 少的電流流過，而有接收端與之相對的那些線圈便會產生大電流，由此便知那些線圈應該 工作哪些線圈不需要工作，而線圈工作時電流振蕩的頻率應盡可能的高，以減小線圈匝數， 縮小耦合陣列面積，提高工作效率。

本發明的有益效果：

本無線電能傳輸裝置采用方波脈沖控制方式以及分離式變壓器的電磁耦合方式實現 電能的傳輸，構思新穎，易于控制。

本無線電能傳輸裝置采用檢測反饋電流來檢測發送線圈與接收線圈耦合度，并且采用 環形的電磁耦合陣列，使得用電設備不管處于何種方向，總有一個發送線圈與用電設備的 接收線圈接近于全耦合，因此，使用本發明，用電設備獲得電能的方式更為自由和靈活； 而且，微處理器通過各個發送線圈的電流反饋檢測，只對耦合度最高的發送線圈供電，避 免了電能的浪費，減少了電磁輻射，保障了電能傳輸的高效率。

本無線電能傳輸裝置基于分離式功率變壓器的電磁耦合方式實現電能的傳輸，從而在 生活中為人們節省了一大堆不必要的充電器，實用性強。更重要的是，對于某些對電火花 敏感的特殊場合，如果采用該無線電能傳輸裝置將徹底解決傳統接觸式輸電帶來的危險， 安全性高。電能的無線傳輸技術將有可能讓人類部分擺脫電線、電池和插座帶來的煩惱， 只要筆記本電腦所在屋子裝備有無線電能傳輸器，人們就可以不再需要將電腦與插座相連 來充電，因為它會自動充電，到那時，手機、筆記本電腦就可以在配置有發射器的屋子里 自動充電，甚至不需要電池，也不需要通過插座與電源相連就可以直接使用，由此帶來生 活的極大便利以及生活質量的顯著提高。

附圖說明