[發(fā)明專利]一種無線能量傳輸效率測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710024914.5
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106787247B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)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

本發(fā)明提出一種無線能量傳輸效率測試系統(tǒng)，可在不同工作頻率、負(fù)載阻抗、距離、偏移量、偏移角等條件變化時進(jìn)行無線能量傳輸效率測試，通過設(shè)置無線能量系統(tǒng)發(fā)送端線圈工作頻率和輸出端線圈負(fù)載阻抗，實(shí)時采集無線能量發(fā)送端線圈和接收端線圈的相對位置，以及發(fā)送端線圈電壓、電流，接收端線圈輸出電壓、電流等信息，通過處理后得到在不同條件下的傳輸效率。一方面可以輔助設(shè)計師研究各種外部因素對于無線能量傳輸效率的影響，更好地開展系統(tǒng)設(shè)計；另一方面有助于對已有的無線能量傳輸裝置進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無線能量效率測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線電能傳輸技術(shù)是一種新型的電能傳輸方式，它是相對于傳統(tǒng)的利用導(dǎo)線連接的電能傳輸方式而言的，是指電能從電源到負(fù)載的一種沒有直接的電氣接觸的能量傳輸方式。當(dāng)前無線電能傳輸技術(shù)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域包括電動汽車、消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)應(yīng)用。

無線電能傳輸技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅猛，目前已經(jīng)形成了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，手機(jī)無線充電技術(shù)已經(jīng)成熟并已廣泛應(yīng)用、電腦和智能家居方面即將實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；無線電能傳輸技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用主要集中植入式醫(yī)療設(shè)備的無線供電中，諸如心臟起搏器、全人工心臟、人工耳蝸和視網(wǎng)膜假體等；無線電能傳輸技術(shù)在電動汽車的無線充電也是當(dāng)前研究熱點(diǎn)；隨著無線電能傳輸技術(shù)不斷的成熟和發(fā)展，其在工業(yè)領(lǐng)域也有非常廣闊的應(yīng)用前景。在工業(yè)上一些特殊場合如化工設(shè)備中的檢測裝置、水下機(jī)器人、分布式傳感器的供電問題等。

通常，無線能量傳輸系統(tǒng)效率與發(fā)送端線圈工作頻率、接收端線圈的負(fù)載阻抗等系統(tǒng)內(nèi)部因素相關(guān)，并且與發(fā)送端與接收端的距離、偏移量和偏移角度等外部條件密切相關(guān)。如何得到無線能量傳輸效率與工作頻率、負(fù)載阻抗、線圈相對位置等因素的定量關(guān)系，是無線能量傳輸技術(shù)研究的一個重要內(nèi)容。通過對無線能量傳輸技術(shù)的調(diào)研，目前沒有能夠?qū)Χ喾N因素綜合測試的裝置和方法，迫切需要一種能夠?qū)ぷ黝l率、負(fù)載阻抗、線圈相對位置等條件變化時無線能量傳輸效率進(jìn)行綜合測試的裝置和測試方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種無線能量傳輸效率測試系統(tǒng)，可在不同工作頻率、負(fù)載阻抗、距離、偏移量、偏移角等條件變化時對無線能量傳輸效率進(jìn)行測試，獲取無線能量傳輸效率與距離、偏移之間的精確關(guān)系，獲得無線能量傳輸系統(tǒng)最優(yōu)工作頻率和最佳匹配負(fù)載。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種無線能量傳輸效率測試系統(tǒng)，包括輸入電源、發(fā)送端控制器、發(fā)送端線圈、接收端線圈、接收端控制器、負(fù)載、移動裝置和上位機(jī)；輸入電源為發(fā)送端控制器、發(fā)送端線圈、接收端線圈、接收端控制器、負(fù)載、移動裝置和上位機(jī)供電；發(fā)送端控制器將輸入電源發(fā)送的電信號轉(zhuǎn)換成高頻信號發(fā)送至發(fā)送端線圈，發(fā)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(fā)送到上位機(jī)；發(fā)送端線圈與發(fā)送端控制器輸出端連接，將發(fā)送端控制器產(chǎn)生的高頻信號攜帶的電能轉(zhuǎn)化為磁場能發(fā)送至接收端線圈；接收端線圈將發(fā)送端線圈產(chǎn)生的磁場能通過電磁耦合作用轉(zhuǎn)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(fā)送的高頻信號進(jìn)行濾波、整流并將高頻信號轉(zhuǎn)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(fā)送到上位機(jī)；負(fù)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(fā)送端線圈和接收端線圈，其中發(fā)送端線圈的位置和角度固定，接收端線圈相對于發(fā)送端線圈可以進(jìn)行平移和轉(zhuǎn)動；