[实用新型]基于伺服系统的磁耦合电能无线传输装置

说明书

技术领域

    本实用新型属于无线输电技术领域，尤其是涉及一种基于伺服系统的磁耦合电能无线传输装置。

背景技术

在传统观念中，电能主要通过金属导线的点对点直接接触进行传输，这种“有线”的传输方式带来了不少问题。由于存在摩擦、老化等问题，电能传输过程中很容易产生火花，进而影响到用电设备的寿命和用电安全。另外，传统的有线电力传输方式应用于一些布线难度大的环境时（如矿井和水中），会带来成本的大量增加。此外，在日常生活中，随着各种电子设备的广泛应用，随之而来的太多的电线和插座给人们的生活也带来了不便。例如，植入体内的医疗设备的长期供电也存在很大的不便。这些问题都在呼唤一种脱离金属导线的电能传输方式，即电能无线传输。实现电能无线传输将使人类应用电能更加宽广、更加灵活。

授权公告号为CN202663203U的实用新型提出一种基于电磁共振的无线输电装置，采用双环联振的电磁共振结构，利用电磁波，以较低的电磁共振频率，实现电能的无线传输。但是该专利对装置本身的精准度要求较高，收发端之间必须同轴放置，否则传输效率会大大降低。

授权公告号为CN101814776B的发明专利提出一种无线电能传输装置，采用电磁耦合阵列，通过功率检测，采用微处理器控制对耦合度最高的单一线圈供电，从而提高传输效率。但该专利需采用数目众多的的MOS管驱动模块和谐振线圈，成本高，体积较大，性价比低，实用性不强。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种磁耦合电能无线传输装置，对收发端的线圈设置要求低，且无需铺设大规模的电磁耦合阵列，仅需提供单一谐振线圈就可实现高效率的电能传输。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于伺服系统的磁耦合电能无线传输装置，包括发射端电路和接收端电路，所述发射端电路包括谐振线圈、高频放大电路、微处理器、伺服电机、功率检测单元、CPLD，所述接收端电路包括接收线圈、整流滤波稳压电路和用电设备，其中微处理器分别与高频放大电路、伺服电机、CPLD相连，高频放大电路连接着谐振线圈，接收线圈依次与整流滤波稳压电路和用电设备相连, 所述功率检测单元能够检测到用电设备的功率，所述CPLD和功率检测单元相连；所述微处理器输出的控制信号经高频放大电路放大后为谐振线圈提供高频工作电压，接收线圈与谐振线圈之间形成电磁耦合，接收线圈输出的电流经整流滤波稳压电路处理后输送至用电设备，功率检测单元检测到用电设备的功率后传输至CPLD，微处理器向伺服电机输出控制信号，所述伺服电机与谐振线圈相连并能够调整谐振线圈的角度。

    进一步的，所述微处理器连接有显示屏，所述伺服电机连接着控制按钮。

    进一步的，所述微处理器采用AT89S52单片机，所述CPLD采用EPM240芯片，所述功率检测单元采用AD7822芯片。

    有益效果：本实用新型通过控制伺服电机调节发射端线圈角度，从而令用电设备无论处在哪个方向，都能使发射线圈与用电设备的接收线圈接近于全耦合，保证了电能传输的高效率。本实用新型还提供了手动控制方式，整体结构简单，成本低廉，性价比高。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于伺服系统的磁耦合电能无线传输装置结构框图；

图2为高频功率放大电路图；

图3为接收端整流滤波稳压电路图；

图4为发射端电路中微处理器、CPLD和功率检测单元连接示意图；

图5为手动控制的基于伺服系统的磁耦合电能无线传输装置结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示的基于伺服系统的磁耦合电能无线传输装置，包括发射端电路和接收端电路，所述发射端电路包括谐振线圈、高频放大电路、微处理器、伺服电机、功率检测单元、CPLD，所述接收端电路包括接收线圈、整流滤波稳压电路和用电设备，其中微处理器分别与高频放大电路、伺服电机、CPLD相连，高频放大电路连接着谐振线圈，接收线圈依次与整流滤波稳压电路和用电设备相连，所述功率检测单元能够检测到用电设备的功率，所述CPLD和功率检测单元相连。