[发明专利]一种非接触电能传输装置和方法

说明书

本发明公开了一种非接触电能传输装置，包括初级电路和次级电路，所述初级电路包括：单相全桥逆变电路，用于将直流电压转换为频率为f的交流电压；谐振补偿电路，用于补偿所述初级电路的谐振频率；温度监控电路，用于检测所述非接触电能传输装置各点的温度；微处理器控制电路，用于根据所述温度信号来生成控制信号，并将所述控制信号传输给单相全桥逆变电路；所述次级电路包括：次级线圈，用于接收由初级线圈传输过来的电能。本发明通过对非接触电传输装置温度的监控，实现对系统谐振频率的实时跟踪，并进一步对系统的工作频率进行调节，使得整个电路始终工作在谐振频率点上，提高了非接触电能的传输效率。

技术领域

本发明涉及电能传输技术领域，尤其涉及一种非接触电能传输装置和方法。

背景技术

传统电能传输方式主要是通过导线间的连接进行，电气设备通过插头和插座等接触式连接器进行供电。而在工业生产和日常生活中的各个领域中，都存在着许多对非接触式电能传输的需求。尤其是针对移动式电气设备，非接触电能传输解决了设备的安全、便捷、绿色介入等问题，应用越来越广泛。

常用的非接触电传输电路主要包括变压器初级电路和变压器次级电路两个部分，两个电路通过变压器耦合在一起，通过变压器产生交变的高频电磁场，实现无电气连接的供电电源与用电设备之间进行电能的传输。

非接触电能传输的一个重要问题是如何提高传输效率，其中一种有效方法是对非接触电能传输电路进行谐振补偿设计，在初级和次级电路中加入谐振电路，所述谐振补偿电路能够有效的补偿变压器的漏感，进而降低整个非接触电能传输的无功功率，来达到提高非接触电能传输效率的目的。

发明内容

有鉴于此，本申请的一个实施例提供了一种非接触电能传输装置，包括初级电路和次级电路：所述初级电路包括：单相全桥逆变电路，包括开关组和初级线圈，用于接收微处理器控制电路控制信号，将直流电压转换为频率为f的交流电压；谐振补偿电路，串联在所述开关组和初级线圈之间，由多个谐振补偿电容组成，用于补偿所述初级电路的谐振频率；温度监控电路，包括温度传感器，用于检测所述非接触电能传输装置各点的温度，并将温度信号传输给微处理器控制电路；微处理器控制电路，包括微处理器，用于根据所述温度信号来生成控制信号，并将所述控制信号传输给单相全桥逆变电路；所述次级电路包括：次级线圈，用于接收由初级线圈传输过来的电能。

其中，所述开关组由第一开关，第二开关，第三开关和第四开关组成。

其中，所述谐振补偿电容由多个电容器和开关组成的电容组构成，所述电容组的总电容可调。

其中，所述温度传感器分别布置在谐振补偿电路、初级线圈上和次级电路上。

其中，所述温度传感器还包括模数转换器，用于将模拟温度信号转换为数字温度信号。

其中，所述初级电路还包括驱动电路，用于增强所述控制信号的驱动能力。

本发明的另一个实施例还提供了一种非接触电能传输方法，其特征在于，包括：检测非接触电能传输装置的实时温度，并将检测到的模拟温度信号转换为数字温度信号；通过所述数字温度信号计算出当前温度下初级电路谐振频率；根据所述当前温度下的谐振频率生成控制信号；根据所述控制信号调节初级电路的工作频率。

其中，所述计算当前温度下初级电路谐振频率采用的是查表方法，具体的，在表中预设有不同温度下对应的电路器件参数值。

其中，所述所述控制信号能够通过设置控制信号的占空比、频率和死区时间来驱实现对初级电路工作频率的调节。

其中，所述控制信号先发送给驱动电路，驱动电路再生成驱动信号来实现对初级工作频率的调节。