[發明專利]一種機器人無線充電功率匹配及開路保護的方法及系統

有效

• 申請號: 202010211382.8
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111371192B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 劉志珍;侯延進;魏小釗
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種機器人無線充電功率匹配及開路保護的方法，其特征在于，包括：

充電開始前，能量發射端接收能量接收端測量的空載輸出電壓信號，當所述空載輸出電壓達到設定值后開始充電，且在充電過程中一直穩定其電壓，實現能量發射端與能量接收端的耦合系數自適應；

采用磁耦合式無線電能傳輸系統的LCC-S結構，該結構在能量發射端采用LCC結構，能量接收端采用S結構；能量發射端通過移相觸發或者調節輸入電源電壓的方式調節發射線圈的電流，限制接收端的輸出電壓不超過設定的閾值；

能量接收端的控制系統通過空載輸出電壓Voc和電池電壓雙路供電；能量接收端的控制系統采集空載輸出電壓Voc并反饋至能量發射端；能量接收端的控制系統采集當前電池電壓及充電電流來控制移相角度以實現電池恒壓恒流充電。

2.如權利要求1所述的一種機器人無線充電功率匹配及開路保護的方法，其特征在于，能量接收端利用交流移相調節的方式，對能量接收端輸出給負載的電壓和電流進行接收端調節。

3.如權利要求1所述的一種機器人無線充電功率匹配及開路保護的方法，其特征在于，通過移相角度來控制Voc電壓和輸出電池充電電壓正常工作時的比值為4:1-2:1之間。

4.如權利要求1所述的一種機器人無線充電功率匹配及開路保護的方法，其特征在于，能量接收端的控制系統在開機階段通過電池電壓提供電源，在正常工作階段通過空載輸出電壓Voc和電池電壓雙電源供電，在電池電壓突然開路時，通過空載輸出電壓Voc供電。

5.如權利要求1-4任一所述的一種機器人無線充電功率匹配及開路保護的 方法的系統，包括能量發射端和能量接收端，其特征在于，所述能量接收端包括：

由L1和C1組成的接收線圈，所述接收線圈依次連接相位檢測模塊、移相控制互補輸出模塊、整流器以及穩壓電容后，連接至充電負載；

還包括：能量接收端控制器，所述能量接收端的控制器采集空載輸出電壓Voc并反饋至能量發射端；能量接收端的控制器采集當前電池電壓及充電電流來控制移相角度以實現電池恒壓恒流充電。

6.如權利要求5所述的一種機器人無線充電功率匹配及開路保護的 方法的系統，其特征在于，所述能量接收端的控制器在開機階段通過電池電壓提供電源，在正常工作階段通過空載輸出電壓Voc和電池電壓雙電源供電，在電池電壓突然開路時，通過空載輸出電壓Voc供電。