[发明专利]一种基于电磁耦合的飞行器无线充电系统及方法

说明书

一种基于电磁耦合的飞行器无线充电系统及方法，属于电学技术领域。本发明发射线圈和无线电能发射装置输出端通过地面馈线连接，无线电能发射装置的输入端与电源连接；无线电能发射装置接收电源输入，并将电能输送至弹上设备；无线电能发射装置接收弹上装备的反馈信息，并执行对应操作；无线电能接收装置输入端与接收线圈通过弹上馈线连接，无线电能接收装置输出端与弹上电池连接；接收线圈接收发射线圈输送的电能，并通过无线电能接收装置将高频交流电变换为电池需要的直流电压，并将反馈信息发送至无线电能发射装置。本发明取消了弹/箭地充电电缆连接，通过磁场耦合方式完成弹上锂电池的非接触充电和通信，消除了由于口盖开合造成的多重风险。

技术领域

本发明涉及一种基于电磁耦合的飞行器无线充电系统及方法，属于电学技术领域。

背景技术

飞行器锂电池传统日常充电、单体电压检测等工作需要打开飞行器口盖将电池连接测试电缆通过电池充放电仪进行维护，使用完毕后需再次封闭口盖。该种接触式电能传输方式有以下几点缺陷：

1)电池充放电仪与电池接口有一对一的关系，无线兼容电池选型的更换，兼容性较差。

2)对于操作者来说使用不便，存在由于裸露导体而触电的危险。

3)每次充电均需对口盖操作，频繁操作带来的集尘、接触损耗和多余物等隐患限制了充电的使用场地，无法在恶劣、极端环境下使用。

4)飞行器运往考虑到靶场发射阵地前，一般均已完成清封舱工作，在发射阵地不具备开盖充电条件，。此外为了保证飞行器可靠飞行和应急处置等对电池余量的需求，对于装有锂电池的飞行器，发射阵地常常不安排射前测试，这在一定程度上影响发射阵地的测试覆盖性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于电磁耦合的飞行器无线充电系统，取消了弹/箭地充电电缆连接，通过磁场耦合方式完成弹上锂电池的非接触充电和通信，消除了由于口盖开合造成的多重风险。

本发明的技术解决方案是：一种基于电磁耦合的飞行器无线充电系统，包括弹上设备和地面设备，两设备之间为设有玻璃窗口的金属舱壁；

所述地面设备包括发射线圈、地面馈线和无线电能发射装置；所述发射线圈和无线电能发射装置输出端通过地面馈线连接，无线电能发射装置的输入端与电源连接；所述无线电能发射装置接收电源输入，将输入工频交流市电变换为高频交流电，并通过发射线圈将电能输送至弹上设备；所述无线电能发射装置接收弹上装备的反馈信息，并执行对应操作；

所述弹上设备包括无线电能接收装置、弹上馈线和接收线圈；所述无线电能接收装置输入端与接收线圈通过弹上馈线连接，无线电能接收装置输出端与弹上电池连接；所述接收线圈接收发射线圈输送的电能，并通过无线电能接收装置将高频交流电变换为电池需要的直流电压，并将反馈信息依次通过接收线圈和发射线圈发送至无线电能发射装置；所述反馈信息包括电池参数及相关充电参数。

进一步地，所述无线电能发射装置包括EMC滤波器、整流滤波模块、DC-DC模块、高频逆变器、LCC补偿网络、第一控制/信息传输电路和显示控制器；

所述电源输入依次经过EMC滤波器、整流滤波模块、DC-DC模块、高频逆变器和LCC补偿网络处理后传输至发射线圈；

所述第一控制/信息传输电路与DC-DC模块、高频逆变器、显示控制器和发射线圈连接，用于通过发射线圈接收反馈信息，根据反馈信息控制DC-DC模块和高频逆变器，并向显示控制器实时发送弹上电池的充电状态信息。

进一步地，所述无线电能接收装置包括依次串联连接的S补偿网络、整流滤波、BUCK电路、保护板和开关，以及充电管理模块和第二控制/信息传输电路；

所述补偿网络为S串联补偿，用于控制接收线圈的感应电压恒定；

所述整流滤波用于将接收的高频交流电转换为直流电；