[发明专利]多通道无人机非接触式无线宽频充电装置及其充电方法

说明书

本发明公开了一种多通道无人机非接触式无线宽频充电装置及其充电方法。该充电装置由充电台发射端和无人机接收端组成；主电源转换分流模块将供电电流转换成直流电，放大器将该直流电转换成可控高频交流电，然后经发射线圈转换成宽频电磁波，再通过充电台智能调整模组和无人机智能调整模组选取传输效率最佳的发射线圈和接收线圈；接收线圈接收宽频电磁波并转化为可控高频交流电，经整流模块及转换分流模块整流稳压后为无人机电池充电；充电过程中，充电台无线通信模块与无人机无线通信模块进行无线通信，联通无人机与充电台；智能电池芯片监测电池电量及充电状况，合理控制充电电压，有效提高充电效率，缩短充电时间。

技术领域

本发明属于无人机无线充电技术领域，涉及一种多通道无人机非接触式无线宽频充电装置及其充电方法。

背景技术

近些年来，无线充电设备有了突飞猛进的发展，无人机这种全方位移动设备的无线充电分为接触式充电和非接触式充电两种。无人机接触式充电方式，劣势比较明显，受环境制约影响比较大，室外环境影响也比较严峻。

非接触式充电方式，分为水平移动式的无线充电以及垂直移动式的无线充电。水平式的无线充电可以适用于无人机升降台充电。水平移动式的无线充电设备，现有的技术通常是在地面上或以下埋设发射板，发射板一般为多个圆形或矩形线圈排布的线圈阵列；然后在水平移动设备上设置接收板，当水平移动设备经过时，对接匹配发送板与接收板位置，发送板就会给接收板传输能量，这种充电方式属于窄带充电技术。窄带充电技术需要进行精准位置对接匹配，位置对接匹配难度较大、影响因素较多，很难达到预期效果，会使接收到的能量不稳定且能量传输损耗严重，导致充电效率低、充电时间长。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种多通道无人机非接触式无线宽频充电装置及其充电方法，以解决现有无人机无线充电需要进行精准位置对接匹配，传输能量不稳定，充电效率低、充电时间长的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，多通道无人机非接触式无线宽频充电装置，由多个充电台的充电台发射端与无人机的无人机接收端组成；

每个所述充电台发射端包括：

主电源转换分流模块，用于将供电电流转换成放大器所需的直流电，并为充电台微控制器及与充电台微控制器连接的各部件提供工作电压；

充电台微控制器，用于监测并控制与其连接的充电台无线通信模块、放大器、充电台智能调整模组、充电台感应器及充电台监测模块，使得电能传输高效安全；

充电台无线通信模块，用于与无人机接收端的无人机无线通信模块进行无线通信；

放大器，用于将直流电转换成所需可控高频交流电，为逆变放大器；

充电台智能调整模组，用于配合充电台微控制器和充电台无线通信模块，提高充电效率；当单架无人机进行充电时，调整充电台发射端阻抗，选取电能发射效率最佳的发射线圈，提高充电效率；当多架无人机共同充电时，依据每个无人机电池电量，调整无人机的充电次序和充电台发射端充电功率，提高充电效率；

发射线圈，用于将可控高频交流电转化为宽频电磁波；发射线圈以方形或圆形成形，同时优化其线路规格、盘旋间隔、弯转角度、整体的长宽物理规格，考量发射线圈电路板材质的特性以及应用距离，使之可以在有效传输范围内获得最强电磁共鸣耦合和极高的传输效率，以便在各种应用场景工作；

充电台感应器，用于检测充电台发射端内部所有电流和电压值，使充电台微控制器在非正常工作的情况下做出正确指示；

充电台监测模块，用于检测主电源转换分流模块输送给放大器的直流电电压电流及放大器进行DC-AC变换之后的交流电电压电流；

每个所述无人机接收端包括：