[實用新型]一種小功率無線電能傳輸裝置

有效

• 申請號: 201620961846.6
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN206250854U
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 呂勇
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 李陽

技術領域

本實用新型涉及電能傳輸技術領域，尤其涉及一種小功率無線電能傳輸裝置。

背景技術

無線電能傳輸和有線電能傳輸是對應的，傳統電氣設備的接觸式供電因觸點接觸摩擦產生火花、絕緣與導體消損的問題，嚴重縮短電氣設備的使用。另外，有線電能傳輸也不能滿足一些特殊應用場合的需要。現有技術中，設計電能傳輸的技術有電磁感應技術、諧振式強磁耦合技術和電磁波輻射技術。一般的電磁感應分為靜電感應和動電感應兩類。靜電感應方案是利用容性耦合傳輸能量，系統通過產生高頻、高壓的交變電流產生電場，在兩個或多個相互隔離的端點之間傳遞能量，但要實現高頻、高壓的交變電流存在一定難度。動電感應方案利用感性耦合傳輸能量，有時也成為疏松耦合式能量傳輸，在初級線圈中通上交流電，產生交變的電場，利用近場范圍內線圈之間的互感來實現能量的傳輸。該方案的主要缺點是傳輸效率會隨著的傳輸的距離迅速衰減。諧振式強磁耦合技術，系統由兩個具有相同諧振頻率的線圈回路組成，采用單層線圈.兩端各放置一個平扳電容器.共同組成諧振回路。當發送端接通電源后，兩個線圈都以相同的頻率振動.從而產生強大的電磁場，通過“電振”傳遞電能。電磁波輻射方案在供電端將電能轉化為電磁波的形式并向空間發射，在接收端收集并恢復成直流或交流電的形式。電磁輻射方案的原理較為成熟，但在大功率的情況下，對天線的設計要求較高。

有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種小功率無線電能傳輸裝置，使其更具有日常生活中電能輸送的利用價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型目的在于提供一種小功率無線電能傳輸裝置，以解決現有技術中傳輸效率低、對設備要求高、操作復雜的問題。

本實用新型的一種小功率無線電能傳輸裝置，包括依次電聯接的濾波整流電路、自激振蕩電路、發射電路與接收電路，所述自激振蕩電路包括4條并聯支路，電阻R1與電阻R3串聯形成第一條支路，電感L2與場效應管Q2串聯形成第二條支路，場效應管Q2基極端連接在電阻R1與電阻R3的公共端，電阻R2與電阻R4串聯形成第三條支路，電感L1與場效應管Q1串聯形成第四條支路，場效應管Q1基極端連接在電阻R2與電阻R4的公共端，在電阻R1與電阻R3的公共端和電感L1與場效應管Q1的公共端之間連接有二極管D1，在電阻R2與電阻R4的公共端和電感L2與場效應管Q2的公共端之間連接有二極管D2，所述發射電路包括調諧回路，調諧回路的一端連接在電感L2與場效應管Q2的公共端，另一端連接在電感L1與場效應管Q1的公共端。

進一步地，所述調諧回路由若干電容并聯后與電感LA并聯組成。

進一步地，所述自激振蕩電路還并聯有第一發光電路，所述第一發光電路包括相串聯的電阻R5、發光二極管LED1，以及與電阻R5及發光二極管LED1并聯的電容C9。

進一步地，所述接收電路由若干電容并聯后與電感LB并聯組成，所述接收電路輸出端連接有相并聯的全波整流電路與第二發光電路，所述第二發光電路包括相串聯的電阻R6、發光二極管LED2，以及與電阻R6及發光二極管LED2并聯的電容C18。

進一步地，所述濾波整流電路采用RC型濾波整流電路。

進一步地，所述場效應管Q1與所述場效應管Q2上均設置有散熱片。

進一步地，所述電感LA和所述電感LB為直徑14-16cm的普通單線圈，面對面設置，中間磁耦合距離D可調節，調節距離為0-50cm。

借由上述方案，本實用新型至少具有以下優點：

1、通過設置自激振蕩電路，能夠產生高頻正弦信號，通過設置有諧振回路，能夠對高頻正弦信號進行調諧，調諧后的中心頻率等于發射線圈與接收線圈的固有頻率，使得磁場耦合最強，傳輸效率最高，隨著接收端電壓增大，相應的能量傳輸距離越遠；

2、通過設置有散熱片，能夠保證在正常工作的過程中，及時有效地對場效應管進行散熱，避免場效應管產生的大量熱量燒壞元器件，保證整體裝置的正常運行；

3、通過設置有14-16cm普通單線圈的電感LA與電感LB，相對于一般的線圈直徑更小，圈數更少，重量更輕，諧振時電磁能量大，整體結構更優化；

4、整體裝置不需要對現有插座進行改裝，只需要插入發射端模塊即可，接收端模塊提供負載供電接口，設計合理，能夠為現有的小型家電提供高效的無線充電功能，得到廣泛地應用；

5、無線傳輸是從電源到負載不經過電氣直接接觸的一種能力傳輸方式，安全方便。