[發(fā)明專利]能夠自動控制的多負載無線能量傳輸裝置

在審

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• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107404158A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張放;張志強;田瑩;劉嚴
• 申請（專利權(quán)）人: 渤海大學(xué)
• 主分類號: H02J50/40
• 分類號: H02J50/40;H02J50/10
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙)32231
• 代理人: 張宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能量傳輸裝置，尤其涉及一種能夠自動控制的多負載無線能量傳輸裝置。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用于人體診療的體內(nèi)微機電系統(tǒng)逐漸得到推廣應(yīng)用，如心臟起搏器、神經(jīng)記錄系統(tǒng)、人工耳蝸等。由于采用化學(xué)電池為體內(nèi)微機電系統(tǒng)供電的方式存在供電時間短，且有較大安全隱患等缺點，基于電磁感應(yīng)原理的松耦合無線能量傳輸系統(tǒng)引起了廣泛的研究興趣。目前，單維無線能量傳輸系統(tǒng)已應(yīng)用于某些體內(nèi)器官移植裝置的供電系統(tǒng)，如心臟起搏器、人工視網(wǎng)膜和膠囊內(nèi)窺鏡等。當(dāng)前，無線供能技術(shù)在體內(nèi)微機電系統(tǒng)中的應(yīng)用主要存在如下幾個問題：

1、無線能量傳輸系統(tǒng)的輸出電能功率、效率問題。由于無線供能系統(tǒng)發(fā)射線圈與接收線圈之間的耦合系數(shù)較小，在輸入電能功率一定時，輸出電能功率、效率較小，不能完全滿足體內(nèi)診療微機電系統(tǒng)對電源的要求。

2、無線能量傳輸系統(tǒng)供能穩(wěn)定性的問題。由于無線能量傳輸系統(tǒng)接收線圈的姿態(tài)與位置跟隨體內(nèi)微機電系統(tǒng)不斷變化，同時單維無線能量傳輸系統(tǒng)的效率具有很強的方向性，這就造成其傳輸效率時高時低，甚至完全不能輸出能量，穩(wěn)定性很差。

3、無線能量傳輸系統(tǒng)的微型化。由于無線能量傳輸系統(tǒng)傳輸效率較低，為了獲得較大功率的電能輸出，通常做法是增大接收線圈的尺寸，這就給系統(tǒng)的微型化帶了困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種能夠自動控制的多負載無線能量傳輸裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

能夠自動控制的多負載無線能量傳輸裝置，包括能量發(fā)射裝置和能量接收裝置，所述能量發(fā)射裝置由高頻電源、發(fā)射線圈、初級補償電容串聯(lián)而成；所述能量接收裝置包括第一接收線圈繞組、第二接收線圈繞組、第一全橋整流電路、第二全橋整流電路和濾波穩(wěn)壓電路；所述第一接收線圈繞組、第二接收線圈繞組分別與第一全橋整流電路、第二全橋整流電路的輸入端連接；所述濾波穩(wěn)壓電路包括輸入端A、輸入端B、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電感L1和電感L2；所述電容C1和電容C3并聯(lián)，且一公共端接地，另一公共端同時連接在輸入端A和電感L1的一端上；所述電感L1的另一端連接在VDD上的同時且與電容C5的一端相連；所述電容C5的另一端接地；所述電容C2和電容C4并聯(lián)，且一公共端接地，另一公共端同時連接在輸入端B和電感L2的一端上；所述電感L2的另一端連接在VDD上的同時且與電容C6的一端相連，所述的電容C6的另一端接地；所述第一全橋整流電路、第二全橋整流電路的輸出端與分別與濾波穩(wěn)壓電路的輸入端A、輸入端B連接。

優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈與接收線圈為分體式。

優(yōu)選地，所述第一接收線圈繞組、第二接收線圈繞組為兩個正交繞組。

優(yōu)選地，所述第一接收線圈繞組、第二接收線圈繞組與第一全橋整流電路、第二全橋整流電路的輸入端之間還分別串聯(lián)有第一次級補償電容和第二次級補償電容。

優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈采用利茲線繞制，線圈1的骨架為空心圓柱體，所述骨架的內(nèi)徑240mm，厚度3mm，線槽高度72mm。

優(yōu)選地，所述電容C3和電容C4均為鉭電容。

優(yōu)選地，所述電容C3和電容C4均為10uF。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明克服了化學(xué)電池能量有限，存在安全隱患的缺點，輸出功率較高且效率也得到有效提升，具有較好的穩(wěn)定性，利于實現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)供能。

2、本發(fā)明的濾波穩(wěn)壓電路僅由6個電容和兩個電感組成，其電路結(jié)構(gòu)簡單，能對接口卡進行濾波穩(wěn)壓，集成體積小，可有效的減少接口卡的體積。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的能夠自動控制的多負載無線能量傳輸裝置的結(jié)構(gòu)與連接示意圖；

圖2為本發(fā)明提出的能夠自動控制的多負載無線能量傳輸裝置的發(fā)射線圈結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本發(fā)明提出的能夠自動控制的多負載無線能量傳輸裝置的接收線圈所含三個正交繞組結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、旋轉(zhuǎn)底座，2、支撐臂，3、伸縮臂，4、抓具連桿，5、氣缸，6、隔熱罩，7、循環(huán)水管，8、接觸塊。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。