[實(shí)用新型]基于磁電層合片的無(wú)線充電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720168229.5
• 申請(qǐng)日: 2017-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN206442158U
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁健民;于歆杰;劉娟;殷慶鐸;朱全友;王綿斌;李順昕;聶文海;秦礪寒;楊金剛;李笑蓉;李莉;劉麗;李博;劉志雄;汲國(guó)強(qiáng);單體華;朱正甲;張嵩;吳小明;李臻;潘昭光;韓金池
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02J5/00;H02J50/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 喬媛,湯在彥

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及無(wú)線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于磁電層合片的無(wú)線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展，利用磁電層合片在磁場(chǎng)產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的作用下，外層的磁滯伸縮材料受力產(chǎn)生形變，帶動(dòng)內(nèi)層的壓電材料產(chǎn)生電流，進(jìn)而對(duì)待充電的電池進(jìn)行無(wú)線充電，由于磁電層合片能量傳輸密度高，體積小，且對(duì)位置角度的偏移不敏感，因此適用于追求輕便、易用性高的無(wú)線充電場(chǎng)合。

目前，如圖1所示，磁電層合片在磁場(chǎng)產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)下生成的交流電經(jīng)過(guò)整流濾波設(shè)備進(jìn)行整流濾波后直接對(duì)待充電的電池進(jìn)行充電。

然而，根據(jù)功率負(fù)載特性曲線，磁電層合片經(jīng)過(guò)整流濾波后的匹配負(fù)載電阻值較高，而待充電的電池的電阻值較低，導(dǎo)致阻抗不匹配，因而造成對(duì)待充電的電池進(jìn)行充電的充電功率較低，例如，長(zhǎng)度為12.5cm的磁電層合片經(jīng)過(guò)整流濾波后的匹配負(fù)載電阻值約為3kΩ-20kΩ，而常用鋰離子電池(標(biāo)稱電壓4.2V，容量300mAh)的電阻值為歐姆及以下量級(jí)，由于前后端阻抗不匹配，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)鋰離子電池的充電功率僅約為49.3mW。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)由于阻抗不匹配導(dǎo)致充電功率低的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于磁電層合片的無(wú)線充電系統(tǒng)，包括磁場(chǎng)產(chǎn)生設(shè)備、磁電層合片、整流濾波設(shè)備、阻抗匹配設(shè)備和待充電的電池，通過(guò)位于磁場(chǎng)產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中的磁電層合片產(chǎn)生交流電，該交流電經(jīng)過(guò)整流濾波設(shè)備進(jìn)行整流和濾波處理后通過(guò)阻抗匹配設(shè)備對(duì)待充電的電池進(jìn)行充電，可以提高無(wú)線充電系統(tǒng)的充電功率。

本實(shí)用新型的目的是，提供一種基于磁電層合片的無(wú)線充電系統(tǒng)，所述基于磁電層合片的無(wú)線充電系統(tǒng)包括磁場(chǎng)產(chǎn)生設(shè)備100、磁電層合片200、整流濾波設(shè)備300、阻抗匹配設(shè)備400和待充電的電池500；

其中，所述磁電層合片200，位于所述磁場(chǎng)產(chǎn)生設(shè)備100所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中，用于在所述交變磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生交流電，并輸出所述交流電；

所述整流濾波設(shè)備300，一端與所述磁電層合片200相連，另一端通過(guò)所述阻抗匹配設(shè)備400與所述待充電的電池500相連，用于接收所述交流電，對(duì)所述交流電進(jìn)行整流處理，得到直流電，對(duì)所述直流電進(jìn)行濾波處理，得到濾波后的直流電，并通過(guò)所述阻抗匹配設(shè)備400對(duì)所述待充電的電池500進(jìn)行充電。

可選的，所述磁場(chǎng)產(chǎn)生設(shè)備100包括交流信號(hào)發(fā)生器110、功率放大器120、電感線圈130和補(bǔ)償電容140；

其中，所述交流信號(hào)發(fā)生器110，用于輸出交流正弦信號(hào)；

所述功率放大器120，與所述交流信號(hào)發(fā)生器110相連，用于對(duì)接收到的所述交流正弦信號(hào)進(jìn)行放大，輸出所述放大后的交流正弦信號(hào)；

所述電感線圈130與所述補(bǔ)償電容140和所述功率放大器120串聯(lián)，用于接收所述放大后的交流正弦信號(hào)，輸出交變磁場(chǎng)。

可選的，所述交流信號(hào)發(fā)生器110的型號(hào)為EE1642B1，所述功率放大器120的型號(hào)為HFVP-64A。

可選的，所述磁電層合片200由磁滯伸縮材料片210、壓電材料片220和磁滯伸縮材料片210依次使用粘合劑粘合而成。

可選的，所述整流濾波設(shè)備300由整流橋310以及與所述整流橋310相連的濾波電容320組成。

可選的，所述整流橋310的型號(hào)為DB107，所述濾波電容320為電解電容。

可選的，所述阻抗匹配設(shè)備400包括分壓電阻410、方波發(fā)生器420、開關(guān)管430、二極管440、電感450和電容460；

其中，所述分壓電阻410的一端與所述濾波后的直流電的正極相連，所述分壓電阻410的另一端與所述方波發(fā)生器420的電源引腳相連；

所述方波發(fā)生器420的接地引腳與所述濾波后的直流電的負(fù)極相連，所述方波發(fā)生器420的方波輸出引腳與所述開關(guān)管430的柵極相連；

所述開關(guān)管430的漏極與所述二極管440的陽(yáng)極相連，所述開關(guān)管430的源極與所述濾波后的直流電的負(fù)極相連；

所述二極管440的陰極與所述電感450的一端相連，并與所述濾波后的直流電的正極相連；

所述電感450的另一端與所述電容460的一端相連；

所述電容460的另一端與所述二極管440的陽(yáng)極相連。

可選的，所述方波發(fā)生器420為ICM7555方波發(fā)生電路，所述開關(guān)管430的型號(hào)為IRFBC40MOSFET，所述二極管440的型號(hào)為1N5819，所述電容460為電解電容。