[發明專利]一種無線能量傳輸效率測試系統

有效

• 申請號: 201710024914.5
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106787247B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 劉治鋼;陳琦;付林春;郭偉峰;熊曉英;張曉峰;柳新軍;孫海濤;張文佳;馬寧;林文立
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種無線能量傳輸效率測試系統，其特征在于：包括輸入電源、發送端控制器、發送端線圈、接收端線圈、接收端控制器、負載、移動裝置和上位機；輸入電源為發送端控制器、發送端線圈、接收端線圈、接收端控制器、負載、移動裝置和上位機供電；發送端控制器將輸入電源發送的電信號轉換成高頻信號發送至發送端線圈，發送端控制器將采集到的輸入電源的輸入電壓U_I和輸入電流I_I發送到上位機；發送端線圈與發送端控制器輸出端連接，將發送端控制器產生的高頻信號攜帶的電能轉化為磁場能發送至接收端線圈；接收端線圈將發送端線圈產生的磁場能通過電磁耦合作用轉化為電能，電能以高頻信號的形式傳輸至接收端控制器；接收端控制器與接收端線圈輸出端連接，將接收端線圈發送的高頻信號進行濾波、整流并將高頻信號轉換為直流信號；接收端控制器將采集到的輸出電壓U_O和輸出電流I_O發送到上位機；負載與輸出端控制器連接，消耗接收端線圈采集到的能量；移動裝置固定發送端線圈和接收端線圈，其中發送端線圈的位置和角度固定，接收端線圈相對于發送端線圈可以進行平移和轉動；

移動裝置控制接收端線圈，使得接收端線圈相對于發送端線圈產生距離d、偏移量δ或偏移角λ的變化，并將距離d、偏移量δ或偏移角λ信息發送至上位機；接收端線圈中心在發送端線圈坐標系O₀X₀Y₀Z₀中的坐標為(x₁，y₁，z₁)，θ為接收端線圈平面沿過線圈中心垂直向上的軸相對于發送端線圈平面的偏轉角，則在初始位置，接收端線圈與發送端線圈平行；所述發送端線圈坐標系O₀X₀Y₀Z₀以發送端線圈中心為原點O₀，垂直于發送端線圈所在平面方向為X₀軸，沿原點豎直向上方向為Z₀軸，Y₀軸與X₀軸、Z₀軸符合右手定則；

上位機采集發送端控制器發送的輸入電壓U_I、輸入電流I_I，接收端控制器發送的輸出電壓U_O、輸出電流I_O及移動裝置發送的距離d、偏移量δ或偏移角λ信息；上位機向移動裝置發送指令控制接收端線圈相對發送端線圈產生距離d、偏移量δ或偏移角λ變化，向發送端控制器發送指令對發送端控制器工作頻率f進行設置；上位機根據輸入電壓U_I、輸入電流I_I、輸出電壓U_O、輸出電流I_O得到無線能量傳輸效率η及無線能量傳輸效率η與距離d、偏移量δ、偏移角λ、發送端控制器工作頻率f或負載阻抗R的關系。

2.根據權利要求1所述的一種無線能量傳輸效率測試系統，其特征在于：所述上位機根據輸入電壓U_I、輸入電流I_I、輸出電壓U_O、輸出電流I_O得到無線能量傳輸效率η及無線能量傳輸效率η與距離d、偏移量δ、偏移角λ、發送端控制器工作頻率f或負載電阻R的關系，具體步驟如下：

I、改變距離d、偏移量δ、偏移角λ、發送端控制器工作頻率f、負載阻抗R五個參數中的一個或組合，固定其余參數的值，采集獲得相應的輸入電壓U_I、輸入電流I_I、輸出電壓U_O、輸出電流I_O；

II、根據公式計算獲得相應的無線能量傳輸效率η，并獲得步驟I中發生改變的參數與無線能量傳輸效率η的關系曲線。

3.根據權利要求1或2所述的一種無線能量傳輸效率測試系統，其特征在于：所述負載為阻性負載或恒功率負載。

4.根據權利要求1或2所述的一種無線能量傳輸效率測試系統，其特征在于：所述輸入電源為直流電源或交流電源。