[實用新型]一種能量雙向流動的無線充電裝置

有效

• 申請號: 201520829686.5
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN205123426U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 白亮宇;李新宇;李文江;郝永勤;肖躍華;賈利斌;張微微;周鳳;婁曉芳;劉慧敏;郭錫濤
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王衛軍

技術領域

本實用新型涉及一種能量雙向流動的無線充電裝置，屬于無線充電技術領域。

背景技術

無線電能傳輸技術是一種新型供電模式，實現用電設備以無線方式從靜止電源系統獲取電能。該供電模式安全性好、可靠性高、維護費用低，消除了多點接觸的不可靠性、非常態環境下設備的用電安全、電氣設備移動的局限性、滑動取電方式存在的滑動磨損、接觸火花、碳積和不安全裸露導體等問題，特別適用于粉塵、潮濕、水下、易燃、易爆等惡劣環境以及要求電能靈活接入的移動用電設備。該技術的成熟和廣泛應用必將給電力系統電能的傳輸和配電模式帶來革命性變化。現有的無線電能傳輸裝置，大都用獨立的無線收發模塊來進行受電部分與送電部分之間的信息通訊。這種方式不僅增加了受電部分的體積，并且容易受到傳輸能量的松耦合變壓器的電磁干擾而發送錯誤的信息，造成整個系統工作不穩定甚至不能工作。現有無線電能傳輸裝置的單向傳輸特性，缺乏能量回饋通道，能量無法回送到電網，達不到更有效提高能源使用效率。為此，需要設計一種無線雙向傳輸電能裝置，以使充電設備充放電自如。

實用新型內容

本實用新型的技術解決問題是：為克服現有技術的不足，提供一種能量雙向流動的無線充電裝置，為電能雙向傳輸提供通道，降低充電設備過充的危險，提高了充放電效率。

本實用新型的技術解決方案是：

一種能量雙向流動的無線充電裝置，包括送電端模塊、受電端模塊、松耦合變壓器和充電設備，其中，松耦合變壓器包括送電端線圈和受電端線圈，

送電端模塊包括：送電端功率變換單元、送電端強電供電單元、送電端弱電供電單元、送電端控制器、送電端信號調理及保護單元和送電端傳感器單元，

其中送電端強電供電單元將交流電整流為直流電，并將直流電分別輸入至送電端功率變換單元和送電端弱電供電單元，送電端弱電供電單元將接收的由送電端強電供電單元輸送的直流電進行功率變換，經功率變換后的直流電為送電端控制器、送電端信號調理及保護單元和送電端傳感器單元供電，送電端功率變換單元將接收的由送電端強電供電單元輸送的直流電變換為高頻交流電，將高頻交流電的電壓、電流信號傳遞給送電端傳感器單元，送電端信號調理及保護單元接收送電端傳感器單元傳遞的電壓、電流信號，并將接收到的電壓、電流信號轉換為送電端調理信號或送電端保護信號，送電端控制器接收送電端信號調理及保護單元傳遞的送電端調理信號或送電端保護信號，并將接收到的送電端調理信號或送電端保護信號轉換為PWM信號，將PWM信號傳遞給送電端功率變換單元，送電端功率變換單元根據PWM信號，將高頻交流電處理為送電端線圈所需要的電壓、電流的大小及相位；

受電端模塊包括：受電端功率變換單元、受電端弱電供電單元、受電端控制器、受電端信號調理及保護單元、受電端傳感器單元和與充電設備相連的電能調理單元，

其中充電設備將直流電傳給電能調理單元，經過電能調理單元調理成的直流電分別傳遞給受電端功率變換單元和受電端弱電供電單元，受電端弱電供電單元將接收的由電能調理單元輸送的直流電進行功率變換，經功率變換后的直流電為受電端控制器、受電端信號調理及保護單元和受電端傳感器單元供電，受電端功率變換單元將接收的由電能調理單元輸送的直流電變換為高頻交流電，將高頻交流電的電壓、電流信號傳遞給受電端傳感器單元，受電端信號調理及保護單元接收受電端傳感器單元傳遞的電壓、電流信號，并將接收到的電壓、電流信號轉換為受電端調理信號或受電端保護信號，受電端控制器接收受電端信號調理及保護單元傳遞的受電端調理信號或受電端保護信號，并將接收到的受電端調理信號或受電端保護信號轉換為PWM信號，將PWM信號傳遞給受電端功率變換單元，受電端功率變換單元根據PWM信號，將高頻交流電處理為受電端線圈所需要的電壓、電流的大小及相位。

送電端功率變換單元包括諧振變換單元、電感L、電容C和功率管Q，其中電容C的一端與功率管Q的集電極相連，電容C的另一端與功率管Q的發射極相連，電感L的一端作為輸入，電感L的另一端與功率管Q的集電極相連,諧振變換單元的輸入端與電容C的兩端相連，諧振變換單元的輸出端與松耦合變壓器的送電端線圈相連。

送電端保護信號包括電氣特性異常和充電狀態時，送電端傳感器單元接收的電器特性異常信號和受電端模塊傳遞的充電已滿信號，并控制功率管Q的關斷。

受電端保護信號包括電氣特性異常和放電狀態時，送電端傳感器單元接收的電器特性異常信號和受電端模塊傳遞的放電停止信號，并控制功率管Q的關斷。

本實用新型與現有技術相比的有益效果是：