[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

摘要

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。

主权项

1.多通道无人机非接触式无线宽频充电装置，其特征在于，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（1），用于将供电电流转换成放大器（4）所需的直流电，并为充电台微控制器（2）及与充电台微控制器（2）连接的各部件提供工作电压；充电台微控制器（2），用于监测并控制与其连接的充电台无线通信模块（3）、放大器（4）、充电台智能调整模组（5）、充电台感应器（7）及充电台监测模块（8），使得电能传输高效安全；充电台无线通信模块（3），用于与无人机接收端的无人机无线通信模块（10）进行无线通信；放大器（4），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（5），用于配合充电台微控制器（2）和充电台无线通信模块（3），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（6），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（17）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（6），用于将可控高频交流电转化为宽频电磁波；发射线圈（6）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（6）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（7），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（2）在非正常工作的情况下做出正确指示；充电台监测模块（8），用于检测主电源转换分流模块（1）输送给放大器（4）的直流电电压电流及放大器（4）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：无人机微控制器（9），用于监测并控制与其连接的无人机无线通信模块（10）、无人机感应器（11）、无人机智能调整模组（13）、稳压转换分流模块（15）、智能电池芯片（16）及无人机监测模块（18），保证能量传输高效安全；无人机无线通信模块（10），用于与充电台发射端的充电台无线通信模块（3）进行通信；无人机感应器（11），用于探测充电台与无人机的水平和垂直距离，由红外感应器及非接触磁性开关组成；接收线圈（12），用于将接收的宽频电磁波转化为可控高频交流电；无人机智能调整模组（13），用于配合无人机微控制器（9）和无人机无线通信模块（10），提高充电效率；当无人机进行充电时，对无人机接收端进行阻抗优化，选取电能接收效率最佳的接收线圈（12），提高充电效率；整流模块（14），用于将可控高频交流电转变为所需直流电；稳压转换分流模块（15），用于对整流后的直流电进行稳压处理，为无人机的电池（17）充电，并为无人机微控制器（9）及与无人机微控制器（9）连接的各部件提供工作电压；智能电池芯片（16），用于监测电池（17）的电量及充电状况，并根据电池（17）的电量及充电状况发出指示信号；无人机监测模块（18），用于检测整流模块（14）输出的直流电电压电流值，并传输检测值至无人机微控制器（9）。