[发明专利]一种可智能调谐的能量无线传输系统

摘要

本发明的一种可智能调谐的能量无线传输系统属于能量无线传输技术领域。结构有AC‑DC转换单元(2)、逆变电路(3)、发射线圈(4)、调谐电路(5)、反馈单元(6)、控制单元(7)接收线圈(8)和稳压整流滤波电路(9)。本发明通过智能调谐网络，使发射单元始终处在谐振状态，提高系统传输效率，有效减小接收线圈位置、距离和负载内阻大小对整体系统的传输效率造成的影响。

主权项

1.一种可智能调谐的能量无线传输系统，结构有AC‑DC转换单元(2)、逆变电路(3)、发射线圈(4)、接收线圈(8)和稳压整流滤波电路(9)；其特征在于，结构还有调谐电路(5)、反馈单元(6)和控制单元(7)；所述的AC‑DC转换单元(2)的输入端与市电(1)相连，输出端与逆变电路(3)的输入端相连，逆变电路(3)的输出端与发射线圈(4)相连，发射线圈(4)还与调谐电路(5)的输入端以及反馈单元(6)的输入端相连，反馈单元(6)的输出端和使能端分别与控制单元(7)的输入端和控制端相连，控制单元(7)的输出端与调谐电路(5)的输入端相连；接收线圈(8)连接稳压整流滤波电路(9)的输入端，稳压整流滤波电路(9)的输出端与负载(10)相连；发射线圈(4)用于发射无线能量，接收线圈(8)用于接收发射线圈(4)发射的无线能量；所述的反馈单元(6)的结构为，继电器K1的1端口作为反馈单元(6)的输入端，记为端口In_Volt，与发射线圈(4)相连，继电器K1的3端口作为反馈单元(6)的使能端，记为端口S_Drive，与控制单元(7)的控制端相连；继电器K1的2端口与二极管D1阳极相连；继电器K1的4端口连接电源VCC；二极管D1阴极连接电阻R1的一端、电阻R2一端和电容C1的一端；电阻R1另一端和电容C1的另一端接地GND；电阻R2另一端连接电阻R3的一端和电容C2的一端，并作为反馈单元(6)的输出端，记为端口Out_Volt，与控制单元(7)的输入端相连；电阻R3的另一端与电容C2的另一端接地；所述的控制单元(7)的结构为，模数转换器(707)的输出端与单片机(701)相连，输入端作为控制单元(7)的输入端，与反馈单元(6)的输出端(即端口Out_Volt)相连，单片机(701)还分别与第一控制电路(703)、第二控制电路(704)、第三控制电路(705)、第四控制电路(706)、第五控制电路(702)的输入端相连；第五控制电路(702)的输出端作为控制单元(7)的控制端，与反馈单元(6)的使能端(即端口S_Drive)相连，第一控制电路(703)、第二控制电路(704)、第三控制电路(705)、第四控制电路(706)的输出端(即每个控制电路的端口Out_Drive)作为控制单元(7)的四个输出端，分别与调谐电路(5)的四个输入端(即端口D_A、端口D_B、端口D_C、端口D_D)相连；在控制单元(7)中，所述的第一控制电路(703)、第二控制电路(704)、第三控制电路(705)、第四控制电路(706)、第五控制电路(702)的结构均相同，具体为，电阻R4的一端与电容C3的一端相连，作为控制电路的输入端，记为端口In_Con，与单片机(701)相连，电阻R4的另一端与发光二极管D2的阳极相连，电容C3的另一端与发光二极管D2的阴极相连，并接地；光敏二极管D3阳极接地，阴极接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电源VCC1；运算放大器U1A的供电正端接电源VCC1，负端接地GND；运算放大器U1A同相输入端通过电阻R5接地，反相输入端连接电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6另一端接地，电阻R7另一端接运算放大器U1A输出端；运算放大器U1A输出端连接电容C4的一端、电阻R8的一端、电阻R9的一端和晶体管Q1基极，电容C4的另一端、电阻R8的另一端接地，电阻R9另一端接电源VCC1；晶体管Q1发射极串联电阻R10接地GND，集电极串联电阻R11接电源VCC1；电容C5一端连接电源VCC1,另一端接地GND；运算放大器U1B供电正端接电源VCC2，负端接地GND；运算放大器U1B同相输入端串联电阻R13接晶体管Q1集电极；运算放大器U1B反相输入端连接电阻R14的一端和电阻R15的一端，电阻R14另一端接地GND，电阻R15另一端接运算放大器U1B输出端，运算放大器U1B输出端连接电容C7一端，电容C7另一端接地GND；电容C6一端连接电源VCC2，另一端接地GND；运算放大器U1B输出端作为控制电路的输出端，记为端口Out_Drive；所述的调谐电路(5)的结构为，电容C8一端与场效应管T6和场效应管T2的源极相连，另一端与场效应管T3和场效应管T4的源极相连，并作为调谐电路(5)的一个输出端，记为端口L+，场效应管T6的漏极作为调谐电路(5)的另一个输出端，记为端口L‑，端口L+和端口L‑分别与发射线圈4的两端相连，场效应管T6的栅极连接电容C9的一端和电阻R16的一端，并作为调谐电路(5)的第一个输入端，记为端口D_A，电容C9的另一端和电阻R16的另一端接端口L‑；场效应管T2栅极连接电容C11的一端和电阻R17的一端，并并作为调谐电路(5)的第二个输入端，记为端口D_B，场效应管T2的漏极连接电容C10一端，电容C10另一端、电容C11另一端、电阻R17另一端连接端口L‑；场效应管T3的栅极连接电容C12的一端和电阻R19的一端，并作为调谐电路(5)的第三个输入端，记为端口D_C，场效应管T3的漏极连接电阻R18一端；电阻R18另一端、电容C12另一端、电阻R19另一端连接端口L‑；场效应管T4的栅极连接电容C14的一端和电阻R20的一端，并作为调谐电路(5)的第四个输入端，记为端口D_D，场效应管T4的漏极连接电容C13一端，电容C13另一端、电容C14另一端、电阻R20另一端连接端口L‑。