[实用新型]具有异常状态保护功能的无线电能传输系统

说明书

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，涉及一种无线电能传输系统，具体的说，涉及一种具有异常状态保护功能的无线电能传输系统。

背景技术

无线电能传输是一种通过空间电磁场耦合来进行电能传输的技术，其主要优点是(1)使用方便，不需要插拔；(2)安全系数高，由于发射端和接收端无直接电路连接，不会产生电火花；(3)应用领域广，可以在易燃易爆等恶劣工况下使用；可以在水中进行能量传输，在海洋装备等水下应用中。

当无线电能传输系统处于非正常工作状态时，比如发射端和接收端发生位置偏移、器件损伤等情况下，系统效率会低于正常工作状态，这时就会造成能量浪费而且会引起系统发热从而进一步降低器件应力与系统性能，情况严重时则会破坏系统的稳定性。这直接导致产品存在潜在的故障风险。为了提高系统的稳定性和安全性，需要有效的解决上述问题。

现有无线电能传输系统通常不具有异常状态保护功能。

公开号为CN104868610A的专利公开了一种无线充电系统及方法，具体公开：无线充电接收模块包括用于对整流稳压后电压进行采样的电压采样元件，在动态负载发生变化时，电压采样元件的采样值将反应动态负载的变化，将其传递到无线充电接收端的MCU，以便MCU对动态负载的异常做出反应，对输出电压进行控制。这种方法仅考虑了无线充电接收端的异常输出。

异常状态下，无线充电接收端和无线电能发射端均会对异常状态做出反应，研究一种可综合考虑无线电能接收端和无线电能发射端异常状态的无线电能传输系统及方法，可更准确的对异常状态做出诊断。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足提供一种可准确诊断无线电能传输系统异常状态、具有异常状态诊断和保护功能的无线电能传输系统。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：具有异常状态保护功能的无线电能传输系统，包括无线发射端和无线接收端，无线发射端包括发射端整流滤波电路、发射端MCU、发射端线圈和无线通信接收模块，发射端整流滤波电路的输出端经逆变电路与发射端线圈相接；无线接收端包括接收端线圈、接收端整流滤波电路、接收端MCU和无线通信发射模块，接收端线圈的输出经接收端整流滤波电路及稳压电路接负载；无线通信发射模块获取接收端MCU的信号并与无线通信接收模块间进行信号传输，无线通信接收模块将其获得的信号值传递到发射端MCU；

发射端整流滤波电路的输出端连接用于采集发射端整流滤波电路输出电压的发射端整流滤波电压采样电路，逆变电路的输出端连接用于采集发射端线圈输入电流的发射端线圈电流采样电路，发射端整流滤波电压的采样信号和发射端线圈输入电流的采样信号均传递到发射端MCU；接收端整流滤波电路的输出端连接用于采集接收端整流滤波电路输出电压接收端整流滤波电压采样电路，稳压电路的输出端连接用于采集负载输入电流的负载输入电流采样装置，收端整流滤波电路输出电压的采样信号和负载输入电流采样信号均传递到接收端MCU。

优选的是：射端整流滤波电压采样电路包括串联的电阻R3和电阻R4，电阻R3的第一端接发射端整流滤波电路的输出端，电阻R4的第二端接地，电阻R3的第二端和电阻R4的第一端互连并接电压跟随器U1的同相输入端，电压跟随器U1的输出端与电阻R4的第二端的之间接电容C1，电压跟随器U1的输出端与发射端MCU相接，将发射端整流滤波电压采样信号传递到发射端MCU，电压跟随器U1的输出端还与其反向输入端相接；

发射端线圈电流采样电路包括电阻R5、R6、R7和R8，电阻R5的第一端与逆变电路的输出端相接，第二端接地，且其并联有电容C3；电阻R6的第一端与电阻R5的第一端相连，第二端接两条支路，一条支路经电容C2接地，另一条支路接电压跟随器U2的反向输入端；电阻R7的第一端接地，其第二端接两条支路，一条支路接电压跟随器U2的同相输入端，另一条支路接电阻R8的第一端；电阻R8的第二段接电压跟随器U2的输出端，且电压跟随器U2的输出端还接至电压跟随器U3的同相输入端，电压跟随器U3的输出端接两条支路，一条支路与电压跟随器U3的反向输入端相连，另一条支路接至发射端MCU，将发射端线圈电流采样信号传递至发射端MCU；

接收端整流滤波电压采样电路包括串联的电阻R1和电阻R2，电阻R1的第一端接稳压电路的输出端；电阻R2的第二端接地，电阻R1的第二端和电阻R2的第一端互连并接电压跟随器U4的同相输入端，电压跟随器U4的输出端接两条支路，一条支路与电压跟随器U4的反向输入端相接，另一条支路与接收端MCU相接，将接收端整流滤波电压采样信号传递到发射端MCU。