[實用新型]一種水下非接觸電能傳輸裝置

有效

• 申請號: 201720510896.7
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN206948186U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 王黨樹;王新霞;婁嘉南;符海浪
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型屬于電能傳輸技術領域，具體涉及一種水下非接觸電能傳輸裝置。

背景技術

非接觸電能傳輸技術的研究應用在上個世紀90年代就開始進行過嘗試，特斯拉當時就進行過多次實驗，但受制于當時電力電子技術和制作工藝，傳輸效率低，沒有得到商業化應用，發展較緩慢。近現代隨著電力電子技術、功率交換技術、控制技術和磁性材料的發展，以及有線電能傳輸所暴露的缺點，性能優良的非接觸電能需求增長，非接觸電能傳輸技術發展迅猛。國內對非接觸無線電能傳輸相關的研究和應用起步較晚較晚，國內已知期刊中系統描述非接觸電能傳輸技術原理的文章最早出現于2001 年。此后，以重慶大學等為代表的大學科研機構，也進行過大量的研究，在理論基礎研究領域和工程應用領域方面取得了不少顯著的成就，為我國非接觸電能傳輸做出了大量貢獻。深海海洋中的非接觸式電力傳輸系統的研究尚處于起步階段，但由于深海環境的高壓和其他極端環境的影響，在技術支持、技術和理論研究方面存在著諸多不完善之處。在我國，由于基礎研究起步較晚，在深海中領域中非接觸電能傳輸沒有深入的研究，地面研究也僅是一些低功耗領域，根據相關文獻，它并沒有被應用于工業用地產品出現的情況，也沒有其他國家在水下應用的非接觸式電傳輸技術報告和文獻報道。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種水下非接觸電能傳輸裝置，其結構簡單、設計合理，利用電磁感應原理，通過非接觸電磁耦合器內部的磁場耦合實現電能的傳輸，提高設置原邊逆變補償電路和副邊整流補償電路，增加從初級耦合器到次級耦合器傳輸電能的能力，運行穩定可靠，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種水下非接觸電能傳輸裝置，其特征在于：包括依次連接的海底觀測網直流電源、電能發送端和電能接收端，所述電能發送端包括依次連接的原邊濾波電路、控制驅動電路、用于將直流電轉換成高頻交流電的原邊逆變補償電路以及初級耦合器，所述電能接收端包括依次連接的與初級耦合器耦合的次級耦合器、用于將交流電轉換為直流電的副邊整流補償電路和用于為負載提供穩定可靠直流電的副邊濾波電路，所述初級耦合器和次級耦合器均位于水下環境，所述初級耦合器和次級耦合器之間的間隙不大于5mm，其中N_S表示次級耦合器的線圈匝數，N_P表示初級耦合器的線圈匝數。

上述的一種水下非接觸電能傳輸裝置，其特征在于：所述控制驅動電路包括芯片TL494和型號均為IR2110的芯片U1和芯片U2，所述芯片TL494的 E2引腳分別與芯片U1的HIN引腳和芯片U2的HIN引腳相接，所述芯片TL494 的E1引腳分別與芯片U1的LIN引腳和芯片U2的LIN引腳相接，所述芯片 U1的HO引腳經電阻R1與原邊逆變補償電路相接，所述芯片U1的LO引腳經電阻R2與原邊逆變補償電路相接，所述芯片U1的VB引腳與電容C1的一端相接，電容C1的另一端分兩路，一路與芯片U1的VS引腳相接，另一路與二極管D1的陰極相接，所述二極管D1的陽極分三路，一路與芯片U1的VCC引腳相接，另一路經電容C2與芯片U1的COM引腳相接，第三路與VCC電源端相接；所述芯片U2的HO引腳經電阻R3與原邊逆變補償電路相接，所述芯片 U2的LO引腳經電阻R4與原邊逆變補償電路相接，所述芯片U2的VB引腳與電容C3的一端相接，電容C3的另一端分兩路，一路與芯片U2的VS引腳相接，另一路與二極管D2的陰極相接，所述二極管D2的陽極分三路，一路與芯片U2的VCC引腳相接，另一路經電容C4與芯片U2的COM引腳相接，第三路與VCC電源端相接。

上述的一種水下非接觸電能傳輸裝置，其特征在于：所述原邊逆變補償電路為方波逆變電路，所述方波逆變電路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管 Q3和MOS管Q4，所述MOS管Q1的柵極與芯片U1的HO引腳相接，所述MOS 管Q1的源極分兩路，一路與所述初級耦合器的一端相接，另一路與MOS管 Q2的漏極相接，所述MOS管Q2的柵極與芯片U1的LO引腳相接，所述MOS 管Q1的漏極與VDD電源端相接，所述MOS管Q2的源極接地，所述MOS管Q3 的柵極與芯片U2的HO引腳相接，所述MOS管Q3的源極分兩路，一路與所述初級耦合器的另一端相接，另一路與MOS管Q4的漏極相接，所述MOS管Q4 的柵極與芯片U2的LO引腳相接，所述MOS管Q3的漏極與VDD電源端相接，所述MOS管Q4的源極接地。