[發(fā)明專利]一種多負載智能無線充電裝置和方法

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• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107196365A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 孫俊;趙偉昌;郭義;高海波;張波;徐弘基
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/12
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司42104
• 代理人: 潘杰,胡藝

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子技術領域、自動化控制領、網(wǎng)絡通信技術，尤其涉及一種多負載智能無線充電裝置。

背景技術

物聯(lián)網(wǎng)技術的定義是：通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡技術。目前已經(jīng)有多家物聯(lián)網(wǎng)廠商興起(如機智云、微信硬件等)，這些廠商往往提供其物聯(lián)網(wǎng)接入的詳細開發(fā)文檔，有效降低物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的入門門檻。大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)廠商也提供支付入口，為接入設備收費提供可能。

Arduino是一個優(yōu)秀的開源硬件開發(fā)平臺，更是低成本硬件開發(fā)的趨勢。Arduino簡單的開發(fā)方式使得開發(fā)者更關注創(chuàng)意與實現(xiàn)，更快的完成項目開發(fā)，節(jié)約了學習的成本，縮短了開發(fā)的周期。由于其是開源硬件平臺，任何人都可以基于其電路圖重新設計，有效降低硬件開發(fā)成本。Arduino能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達、步進電機和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境。因為Arduino的種種優(yōu)勢，越來越多的專業(yè)硬件開發(fā)者已經(jīng)或開始使用Arduino來開發(fā)他們的項目、產(chǎn)品；越來越多的軟件開發(fā)者使用Arduino進入硬件、物聯(lián)網(wǎng)等開發(fā)領域；大學里，自動化、軟件，甚至藝術專業(yè)，也紛紛開展了Arduino相關課程。

無線輸電，是指不經(jīng)過電纜將電能從發(fā)電裝置傳送到接收端的技術。該技術最大的困難在于，如何解決無線電波在傳輸中的彌散和衰減問題。對于無線通訊來說，電波的彌散可能是好事，但無線輸電則恰恰相反。無線輸電技術有多種形式，其中諧振耦合式無線輸電技術的非輻射性、高效率等優(yōu)點是其它無線充電技術無法相比的。所謂諧振耦合式就是利用接收線圈的電感和并聯(lián)的電容形成共振回路，在接收端也組成同樣共振頻率的接收回路，利用諧振形成的強來實現(xiàn)高效率的無線電能傳輸。該技術的出現(xiàn)引起了國內(nèi)外學術界與工業(yè)界的巨大興趣，被公認為目前最具發(fā)展前景的一種無線能量傳輸技術方案。但是目前研究多是理論研究，缺乏可應用推廣的實物成果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種多負載智能無線充電裝置和方法，具有安全性、可用性、實用性。

本發(fā)明提供的一種多負載智能無線充電裝置，包括供電電源，供電電源的輸出端連接發(fā)射電路；還包括數(shù)對頻率相同的耦合發(fā)射線圈和耦合接收線圈，每個耦合發(fā)射線圈分別通過一個發(fā)射端諧振電容組連接多路繼電器的一個輸出端，多路繼電器的輸入端連接發(fā)射電路的輸出端，多路繼電器的控制端連接控制電路的信號輸出端；耦合接收線圈的輸出端依次連接有接收端諧振電容組、接收電路和負載工作電路。

較佳地，還包括發(fā)射端溫度傳感器、發(fā)射端濕度傳感器和/或發(fā)射端電壓電流傳感器，發(fā)射端溫度傳感器、發(fā)射端濕度傳感器和/或發(fā)射端電壓電流傳感器的檢測端設置于發(fā)射電路和/或耦合發(fā)射線圈，發(fā)射端溫度傳感器、發(fā)射端濕度傳感器和/或發(fā)射端電壓電流傳感器的信號輸出端連接控制電路的信號輸入端。

較佳地，還包括數(shù)個接收端溫度傳感器、數(shù)個接收端濕度傳感器和/或數(shù)個接收端電壓電流傳感器，數(shù)個接收端溫度傳感器、數(shù)個接收端濕度傳感器和/或數(shù)個接收端電壓電流傳感器的檢測端分別設置于各個接收電路和/或各個耦合接收線圈，接收端溫度傳感器、接收端濕度傳感器和/或接收端電壓電流傳感器的信號輸出端連接控制電路的信號輸入端。

較佳地，接收端溫度傳感器、接收端濕度傳感器和/或接收端電壓電流傳感器的信號輸出端通過無線通信裝置與用戶終端通信，用戶終端通過無線通信裝置與控制電路通信。

較佳地，耦合發(fā)射線圈由步進電機控制轉(zhuǎn)動，步進電機的控制端連接控制電路的信號輸出端。

較佳地，發(fā)射電路包括羅耶自激震蕩電路，接收電路包括整流全橋電路。

本發(fā)明還提供一種利用上述裝置進行多負載智能無線充電的方法：發(fā)射電路獲取供電電源輸出的電能，通過繼電器的各個輸出端將電能輸出至對應的發(fā)射端諧振電容組，經(jīng)各個發(fā)射端諧振電容組變頻后的電磁波信號通過對應的耦合發(fā)射線圈發(fā)出，與各個耦合發(fā)射線圈頻率相同的耦合接收線圈將接收到的電磁波信號傳輸至接收端諧振電容組，經(jīng)接收端諧振電容組變頻之后的電磁波信號通過接收電路輸出至負載工作電路進行供電。

較佳地，通過發(fā)射端溫度傳感器、發(fā)射端濕度傳感器和/或發(fā)射端電壓電流傳感器獲取發(fā)射電路和/或耦合發(fā)射線圈的發(fā)射端溫度值、發(fā)射端濕度值和/或發(fā)射端電壓電流值；

將發(fā)射端溫度值、發(fā)射端濕度值和/或發(fā)射端電壓電流值輸送至控制電路；