[发明专利]具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统

权利要求书

1.一种具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，包括全桥逆变电路、原边补偿拓扑、松耦合变压器、副边补偿拓扑、整流与滤波电路、驱动电路、电流采样电路及DSP控制器；

所述全桥逆变电路的输入端与输入电源连接，全桥逆变电路的输出端经原边补偿拓扑与松耦合变压器的原边线圈连接，松耦合变压器的副边线圈经副边补偿拓扑与整流与滤波电路连接，整流与滤波电路的输出端连接无人机充电负载；

所述松耦合变压器的原边线圈包括分层排布的多个六边形线圈，多个六边形线圈相并联，并分别通过一个开关与原边补偿拓扑连接；

所述电流采样电路用于采集全桥逆变电路的输入端电流并传递至DSP控制器；

所述DSP控制器一方面用于控制驱动电路输出驱动信号给全桥逆变电路；另一方面用于在所述无线充电系统启动的初始阶段控制多个六边形线圈分别对应的开关依次闭合，同时通过电流采样电路对应采集的电流确定将接入电路的目标六边形线圈，再控制目标六边形线圈对应的开关闭合；

将松耦合变压器的副边线圈及整流与滤波电路安装在无人机中，通过全桥逆变电路的输入端电流采样结果判断松耦合变压器的原边线圈与副边线圈的相对位置关系，再进一步通过线圈切换控制方法切换接入电路中的原边线圈，对无人机充电负载进行充电。

2.根据权利要求1所述的具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，所述六边形线圈包括7个，分三层排布；第一层包括一个六边形线圈，第二层与第三层各包括三个六边形线圈；第二层与第三层中的三个六边形线圈分别借助其120°顶角形成圆周向的无缝拼接。

3.根据权利要求2所述的具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，所述第二层旋转180°后与第三层的位置重合；第一层、第二层与第三层的中心点重合。

4.根据权利要求3所述的具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，

三层原边线圈排布后的叠加外轮廓为边长为所述六边形线圈边长二倍的六边形。

5.根据权利要求1所述的具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，还包括A/D转换电路，所述电流采样电路输出的电流信号经A/D转换电路转换为数字信号后输入至DSP控制器。

6.根据权利要求1所述的具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，

所述驱动电路输出的驱动信号设置延时。

7.根据权利要求4所述的具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，

所述DSP控制器控制多个六边形线圈分别对应的开关依次闭合时，分别设置延时。

8.根据权利要求1所述的具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，

所述原边补偿拓扑包括电感L_f1、电容C₁和电容C_f1，

所述全桥逆变电路的两个输出端之间依次串联电感L_f1和电容C_f1，电容C₁与松耦合变压器的原边线圈串联后与电容C_f1并联。

9.根据权利要求1所述的具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统，其特征在于，

所述副边补偿拓扑包括电容C₂，松耦合变压器的副边线圈与电容C₂串联后，连接在整流与滤波电路的输入端之间。