[实用新型]一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触电能传输系统及控制方法，具体涉及一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯。

背景技术

目前，市场上的电热毯都有一个电源插头，并且还有一个开关装置控制供电，一般设置为高、中、低三个档位。这样的电热毯温度不能连续调节且不能实现温度恒定。在人体熟睡时，电源插座插头的存在即有裸露导体触电的可能。另外在拔插电源插头时易产生电火花，存在较大的安全隐患，这对于经常使用电热毯的老人、儿童群体十分不利。因此设计一种不需要电源插头且温度能实现连续调节并能保持恒定的电热毯，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有电热毯存在的电源插头在使用中存在较大安全隐患和温度不能够连续调节且保持恒定的不足，本实用新型提供了一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，不需要拔插电源插头，并且电热毯温度能够实现连续调节且保持恒定，极大的方便了使用者。

本实用新型专利解决问题所用的技术方案包括非接触供电系统和控制方法。具体方案如下：首先非接触供电方式实现了原边线圈和副边线圈的隔离，省去了开关装置和消除了拔插电源插头的潜在隐患，方便了使用者。控制方法包括电热毯通电后，可变负载阻值变化，引起温度的变化，温度传感器采集信号，通过控制器分析判断，智能调节可变负载使温度保持恒定，增加了使用者的舒适感。

有益效果，由于采取上述方案，实现了电热毯的非接触供电，避免了老人、儿童等使用者在使用电热毯时的潜在触电风险，并且温度可以连续调节且保持恒定，避免了手动调温的不方便性和不安全性以及温度变化引起的不舒适感，控制简单，操作方便，极大的方便了使用者。

附图说明

图1是非接触电能传输系统的原理框图。

图2是本发明的原理框图。

图3是本发明的温度调节控制原理框图。

图中，1、电网电压；2、输入滤波器；3、单相矩阵变换器；4、原边谐振补偿电容、5、原边磁能发射线圈、6、副边磁能拾取线圈、7、原副边磁能线圈互感、8、副边谐振补偿电容、9、副边整流滤波电路；10、可变负载、11、温度传感器；12、给定温度、13、控制器。

具体实施方式

一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯包括输入电网电压1、输入滤波器2、单相矩阵变换器3、原边谐振补偿电容4、原边磁能发射线圈5、副边磁能拾取线圈6、原副边磁能线圈互感7、副边谐振补偿电容8、副边整流滤波电路9、可变负载10、温度传感器11、给定温度12、控制器13。

所述的滤波电路2采用LC结构，对交流输入信号进行滤波。

所述的单相矩阵变换器3采用SPWM混合调制策略，输出高频交流电提供给原边磁能发射线圈。

所述的感应耦合器由原边磁能发射线圈5和副边磁能拾取线圈6组成，且原副边材料相同。

所述的感应耦合器的原边磁能发射线圈5和副边磁能拾取线圈6两者互不接触，实现了电能从原边到副边的非接触传输。

所述的原副边无功补偿机构采用电容补偿，且补偿方式为原边串联补偿、副边串联补偿。

所述的整流滤波器对副边拾取的电能进行处理，提供给可变负载。

所述的温度调节控制，可以实时监测温度并智能调节可变负载10，使得输出温度恒定，反应速度快，控制精度高。

本实用新型具体方案如下：

非接触供电系统中的感应耦合器由原边磁能发射线圈5和副边磁能拾取线圈6组成，两个线圈分别与原边谐振补偿电容4、副边谐振补偿电容8组成串联谐振补偿结构，当可变负载10变化时，原副边线圈同时采用串联谐振补偿机构能够保证系统输出频率的稳定性。通过分析和计算，在原副边完全谐振的情况下，副边可变负载10反射到原边的反射阻抗为

                             （1）

系统传输功率和效率分别为

                       （2）

                            （3）

式中，w为系统工作时谐振频率，M为原副边线圈的互感，R_L为可变负载，U_p为单相矩阵变换器之后原边谐振补偿机构等效输入电压，R_p为原边磁能发射线圈5的等效串联内阻。

由式（2）（3）可知，改变可变负载大小，可以有效地改变系统输出的功率和效率，从而智能调节温度高低。

所述的一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯的温度控制系统是由温度传感器11、温度给定12、控制器13组成。当原边电路接通电源时，可变负载10发热，温度传感器11感应后把热信号转化为电信号，并将检测结果送入控制器13与温度给定12进行比较，当实际温度高于或低于给定温度值时，自动改变可变负载大小以调节温度高低，这样形成一个闭环反馈回路。温度调节框图如图3所示。