[發明專利]一種無線電能傳輸系統及啟停方法

有效

• 申請號: 202011088281.2
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112260419B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 羅進;徐笑娟;沐扣曉;柯曉東
• 申請（專利權）人: 南京和若源電氣有限公司
• 主分類號: H02J50/90
• 分類號: H02J50/90;H02J50/10;H02J50/12;H02J50/80
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

1.一種無線電能傳輸系統，其特征在于，包括發射端、接收端、位于發射端中的永磁磁鐵、位于接收端中的磁場檢測電路、無線通信收發模塊、發射端控制器和接收端控制器；

發射端包括發射端電路；接收端包括接收端電路；

所述的發射端控制器用于控制發射端電路的工作；發射端控制器與發射端電路連接；所述的磁場檢測電路用于檢測磁場強度信號，并將磁場信號轉化為電信號輸入到接收端控制器，磁場檢測電路與接收端控制器連接；

無線通信收發模塊用于發射端控制器和接收端控制器之間通信；

永磁磁鐵位于發射線圈L1中；磁場檢測電路包括霍爾器件，所述的霍爾器件位于接收線圈L2中；永磁磁鐵與霍爾器件分別在發射線圈L1和接收線圈L2中的位置成鏡像關系；磁場檢測電路采用霍爾器件時刻對永磁磁場強度進行檢測，根據永磁在一定距離內的磁場強度來判斷松耦合變壓器收發線圈的距離，根據永磁磁場強度智能控制無線電能傳輸的啟動與停止；

傳輸系統還包括耦合度檢測電路；耦合度檢測電路的輸入端與接收端電路連接，耦合度檢測電路的輸出端與接收端控制器連接，接收端控制器接收耦合度檢測電路的耦合度檢測信號；耦合度檢測電路是利用松耦合變壓器發射線圈輸出一定的磁場能量，接收端線圈感應到的磁場能量轉化為電場能量后進行耦合度檢測；

無線電能傳輸系統的啟停方法，包括如下步驟：

步驟1，接收端控制器將磁場檢測電路的信號AD轉換后與磁場檢測信號設定值進行比較；

步驟2，如果磁場檢測信號大于等于磁場檢測信號設定值，進入步驟4；

如果磁場檢測信號小于磁場檢測信號設定值，且接收端控制器中的耦合度檢測標志＝1時，進入步驟3；

否則返回步驟1；

步驟3，接收端控制器通過無線收發模塊通知發射端控制器，發射端控制器控制發射端停止工作，設置接收端控制器中的耦合度檢測標志＝0，所述的耦合度檢測標志是接收端控制器中的參數，返回步驟1；

步驟4，判斷耦合度檢測標志的數值；

接收端控制器中的耦合度檢測標志＝0時，進入步驟5；

接收端控制器中的耦合度檢測標志＝1時，返回步驟1；

步驟5，接收端控制器通過無線通信收發模塊通知發射端控制器，發射端控制器發出連續小占空比PWM信號驅動逆變橋電路，發射線圈輸出一定的磁場能量；

步驟6，接收端線圈感應到的磁場能量并轉化為電場能量后，耦合度檢測電路進行松耦合變壓器線圈耦合度的檢測；并開始T時間段倒計時；

在T時間段內，當接收端控制器接收的線圈耦合度信號大于等于耦合度信號設定值時，進入步驟7；

否則，倒計時結束后，接收端控制器通過無線通信收發模塊通知發射端控制器，發射端控制器停止發出PWM驅動信號，進入步驟1；

步驟7，設置接收端控制器中的參數，耦合度檢測標志＝1，接收端控制器通過無線通信收發模塊通知發射端控制器，發射端控制器控制發射端開啟無線電能傳輸，返回步驟1。

2.根據權利要求1所述的一種無線電能傳輸系統，其特征在于，所述的發射端電路包括開關管T1、T2、T3、T4組成的逆變橋、電容Cs與發射線圈L1組成的串聯諧振電路；逆變橋與串聯諧振電路連接，發射端控制器與開關管T1、T2、T3、T4連接；

所述的接收端電路包括接收線圈L2與電容Cp，接收線圈L2與電容Cp并聯組成并聯諧振電路，接收端電路的輸出端接負載。

3.根據權利要求1所述的一種無線電能傳輸系統，其特征在于，永磁磁鐵是耐高溫的高強度永磁磁鐵。

4.根據權利要求1所述的一種無線電能傳輸系統，其特征在于，永磁磁鐵位于發射線圈L1的中心位置，霍爾器件位于接收線圈L2的中心位置。

5.根據權利要求1所述的一種無線電能傳輸系統，其特征在于，所述的磁場檢測電路還包括電阻R1、電容C2和儀用放大器；霍爾器件感應到磁場強度后輸出電壓信號經R1、C2低通濾波后輸入儀用放大器的輸入端，儀用放大器輸出接入接收端控制器的AD口。

6.根據權利要求1所述的一種無線電能傳輸系統，其特征在于，耦合度檢測電路包括整流橋、電容C21、運放U4、電阻R25和電容C23，整流橋包括D1、D2、D3、D4快恢復二極管ES1J，接收端電路輸出的交流電信號通過整流橋整流、電容C21濾波后接入由運放U4組成的差分放大電路，差分放大電路輸出經過R25、C23濾波后直接接入接收端控制器的AD口。