[發明專利]一種宇航工作空間內多設備無線電能傳輸裝置

在審

• 申請號: 202310629309.6
• 申請日: 2023-05-30
• 公開（公告）號: CN116599243A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 蔡智斌;徐晨林;張毅;張寧;吳銘;張遂南;陳茜
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/00;B64G1/42
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 錢宇婧

本發明公開了一種宇航工作空間內多設備無線電能傳輸裝置，包括發射裝置和接收裝置；發射裝置中的線圈呈梅花狀結構；梅花狀結構的線圈包括若干個花瓣線圈，若干個花瓣線圈的一端相互連通，另一端朝同一方向彎曲形成半球體結構；發射裝置和接收裝置之間進行無線電能傳輸。發射裝置和接收裝置通過磁耦合諧振系統傳遞電能。本發明能夠代替傳統的供電電纜，應用在宇航產品當中可以有效的減小宇航產品總體的重量，間接增加了飛行器的有效載荷，釋放了宇航產品的內部空間，極大的降低了宇航產品的研制成本。

技術領域

本發明屬于無線電能傳輸領域，具體屬于一種宇航工作空間內多設備無線電能傳輸裝置。

背景技術

傳統有線電能傳輸由于線纜的頻繁拔插容易導致電纜受損而致短路、起火甚至引發更嚴重的事故，而且線纜也會限制各種電子設備的使用場景。無線電能傳輸技術的發展開始于法拉第電磁感應定律的提出，其能蓬勃發展并得到大面積的應用也是為了解決傳統有線電能傳輸技術自身存在的短板。

無線電能傳輸技術的發展分為平板式無線電能傳輸和空間無線電能傳輸兩個方向，這兩個方向的主要區別在于接收裝置在功率拾取時的狀態，前者要求接收裝置必須滿足與發射裝置平行的相對位置進行工作，后者則更強調接收裝置可以在更加自由的位置進行工作。而空間無線電能傳輸技術根據裝置的驅動方式可分為多驅動和單驅動，多驅動以多個控制其相位的電源分別驅動正交線圈來產生旋轉磁場，單驅動以單個電源驅動特殊的發射裝置來產生全方向磁場。

多驅動空間無線電能技術的發展由兩正交圓形線圈構成的發射裝置開始，向更多線圈個數和更多線圈形狀發展；單驅動空間無線電能技術的發展則一直在設計滿足更多工作特性要求的特殊發射裝置。

現階段各個宇航產品包括各類飛行器、運載器和衛星，其內部的電源模塊都是非常重要的分系統，承擔著電能的產生、存儲、變換、調節和管理的職能。目前宇航各個產品的主要供電方式為傳統的有線電能傳輸，因此需要大量的供電電纜，一個運載器內電纜重量可達數百公斤，再者電纜接口種類和個數過大也加大了研制到安裝過程中的難度，又加上宇航產品特殊的工作環境，電纜容易發生損傷、短路進而引發產品的質量問題。

綜上所述，現有技術中的電能傳輸裝置對于宇航工作空間有明顯的短板。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種宇航工作空間內多設備無線電能傳輸裝置，用于解決現有技術中電能傳輸裝置應用于宇航工作空間時的短板，本發明能夠代替傳統的供電電纜，應用在宇航產品當中可以有效的減小宇航產品總體的重量，間接增加了飛行器的有效載荷，釋放了宇航產品的內部空間，極大的降低了宇航產品的研制成本。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種宇航工作空間內多設備無線電能傳輸裝置，包括發射裝置和接收裝置；

所述發射裝置中的線圈呈梅花狀結構；梅花狀結構的線圈包括若干個花瓣線圈，若干個花瓣線圈的一端相互連通，另一端朝同一方向彎曲形成半球體結構；

所述發射裝置和接收裝置之間進行無線電能傳輸。

優選的，所述發射裝置和接收裝置通過磁耦合諧振系統傳遞電能。

進一步的，所述磁耦合諧振系統包括電源調理模塊、負載供給模塊和兩個諧振補償模塊；所述電源調理模塊的輸入端連接電源，電源調理模塊的輸出端連接其中一個諧振補償模塊的輸入端；其中一個諧振補償模塊的輸出端連接梅花發射裝置；梅花發射裝置與接收裝置之間進行無線電能傳輸；接收裝置連接另一個諧振補償模塊的輸入端，另一個諧振補償模塊的輸出端連接負載供給模塊。