[實(shí)用新型]一種基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電源模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201822222890.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN209200771U
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳貽堃;丁恒軍;徐劉陽(yáng);姜風(fēng)光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢征原電氣有限公司
• 主分類號(hào): H02J50/12
• 分類號(hào): H02J50/12
• 代理公司: 北京中北知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11253
• 代理人: 李新昂

本實(shí)用新型公開了一種基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電源模塊，包括初級(jí)能量變換單元、整流模塊、高頻逆變模塊、能量傳輸單元、發(fā)射線圈、接收線圈、原邊諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)模塊、副邊諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)模塊、次級(jí)能量拾取單元、反饋單元、數(shù)據(jù)采集模塊、控制調(diào)節(jié)模塊、控制與驅(qū)動(dòng)單元、MOSFET驅(qū)動(dòng)器和核心控制器。本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型采用空心線圈傳遞能量，實(shí)現(xiàn)原副邊的物理隔離，減小驅(qū)動(dòng)電源體積，增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)電源的隔離耐壓等級(jí)，無(wú)通電接觸點(diǎn)，完全密封絕緣，可避免高壓觸電、短路、漏電等危險(xiǎn)，隔離電壓可高達(dá)幾十千伏甚至更高；該電源模塊摒棄了傳統(tǒng)的磁性材料以空氣作為傳輸介質(zhì)，減小體積的同時(shí)也降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)電源模塊，具體為一種基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電源模塊，屬于驅(qū)動(dòng)電源模塊技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的電能傳輸方式是通過(guò)導(dǎo)線直接連接于電源和用電設(shè)備兩端進(jìn)行能量輸送，即稱為接觸式電能傳輸。尤其是在一些特殊場(chǎng)合存在供電不安全的隱患，如化工、礦井、油田、潮濕環(huán)境、隔離要求高的驅(qū)動(dòng)電源等，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋如傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸部件、便攜式電子設(shè)備、生物醫(yī)療領(lǐng)域、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域；眾所周知，在以電力電子為核心技動(dòng)電路的穩(wěn)定運(yùn)行，要做好IGBT驅(qū)動(dòng)電路，那么驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)尤為重要。雖然傳統(tǒng)的輸電模式給社會(huì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，但是輸電導(dǎo)線占用了大量空間資源、消耗大量金屬資源、線路建設(shè)成本增高。

目前IGBT的驅(qū)動(dòng)電源主要是利用普通DC-DC開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)控制電源和驅(qū)動(dòng)電源的隔離，利用普通DC-DC電源設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電源往往由于磁性材料自身體積問(wèn)題導(dǎo)致電源體積一般較大，而且利用變壓器隔離其隔離電壓相對(duì)較低，僅適用于電壓較低的場(chǎng)合；容易產(chǎn)生磨損、容易產(chǎn)生接觸火花，影響供電安全性和穩(wěn)定性；同時(shí)對(duì)于直流電壓高達(dá)2800V的機(jī)車牽引變流器系統(tǒng)，其驅(qū)動(dòng)隔離電壓要求高達(dá)20000V，普通電源模塊完全無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電源模塊，采用空心線圈傳遞能量，實(shí)現(xiàn)原副邊的物理隔離，減小驅(qū)動(dòng)電源體積，增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)電源的隔離耐壓等級(jí)。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的，一種基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電源模塊，包括初級(jí)能量變換單元、次級(jí)能量拾取單元、能量傳輸單元和反饋單元，所述初級(jí)能量變換單元由整流模塊的輸出端和高頻逆變模塊的輸入端相連接構(gòu)成；所述能量傳輸單元包括并聯(lián)連接的原邊諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)模塊和連接發(fā)射線圈構(gòu)成的發(fā)射端以及傳輸距離以外的并聯(lián)連接的接收線圈和副邊諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)模塊構(gòu)成的接收端；所述反饋單元由數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端連接控制與驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接組成，所述控制與驅(qū)動(dòng)單元包括核心控制器，以及所述核心控制器的輸出端連接的兩只并聯(lián)的MOSFET驅(qū)動(dòng)器；且所述初級(jí)能量變換單元和能量傳輸單元的發(fā)射端構(gòu)成回路，所述能量傳輸單元的接收端與次級(jí)能量拾取單元形成回路；且所述次級(jí)能量拾取單元的輸出端與所述反饋單元的輸入端相連接，所述反饋單元的輸出端與初級(jí)能量變換單元的輸入端相連接。

優(yōu)選的，為了使電力傳輸過(guò)程更加穩(wěn)定，所述次級(jí)能量拾取單元內(nèi)設(shè)置四只二極管，分為兩組并聯(lián)連接。

優(yōu)選的，為了提高本驅(qū)動(dòng)電源模塊整體功能的穩(wěn)定性，所述兩個(gè)核心控制器并聯(lián)連接，其輸出端接入所述初級(jí)能量變換單元。

優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)反饋單元反饋調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)，所述初級(jí)能量變換單元的電源輸出端連接所述核心控制器。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型采用空心線圈傳遞能量，實(shí)現(xiàn)原副邊的物理隔離，減小驅(qū)動(dòng)電源體積，增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)電源的隔離耐壓等級(jí)無(wú)通電接觸點(diǎn)，完全密封絕緣，可避免高壓觸電、短路、漏電等危險(xiǎn)；傳輸介質(zhì)為空氣，避免電力傳送元件外露，無(wú)連接與分離時(shí)的機(jī)械磨損以及跳火等損耗，適用于各種環(huán)境惡劣的用電場(chǎng)合；隔離電壓可高達(dá)幾十千伏甚至更高；該電源模塊摒棄了傳統(tǒng)的磁性材料以空氣作為傳輸介質(zhì)，減小體積的同時(shí)也降低了成本，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，適合推廣使用。

附圖說(shuō)明