一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置的制作方法

本发明属于无线电传输技术领域，尤其涉及一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置。

背景技术：

无线电能传输技术的研究最早开始于20世纪70年代初，近几年迅速成为各大研究机构竞相追逐的热点，引起了众多国内外学者和工业界的密切关注。最初该为技术主要用于人体内植式医疗电子装置，如为人工心脏起搏器提供无接触电能供应，随后相继有科学家将无线电能传输技术用于电动车辆非接触供电，轨道交通无线供电系统等中取得了一定的突破，而且正逐渐向大功率应用方向发展。感应耦合无线电能传输方式是众多无线电能传输方式中向大功率方向发展最有前景的之一，其传输装置由发送端和接收端两部分组成。第一部分是感应耦合无线电能传输装置的发送端，其组成原理是：电网的工频电经过整流器整流成直流电，再经过高频逆变器将直流逆变成高频的交流电，高频的交流电流在发送线圈中流动产生高频交变磁场。第二部分是感应耦合无线电能传输装置的接收端，其组成原理是：接收端的接收线圈感应到发送线圈产生的高频交变的磁场，在接收线圈中感生出高频的交流电，接收线圈中的高频交流电经过整流器整流成直流电并传递给负载，从而实现电能的无线传输。感应耦合无线电能传输装置的核心问题就是接收线圈和发送线圈之间的能量传输。为了保证能量传输的功率和效率，要求发送端和接收端固有谐振频率一致。然而接收线圈和发送线圈之间存在较大的气隙，使得发送线圈和接收线圈的漏感很大，加之，负载、温湿度等因素均会导致线路的阻抗发生变化；从而使发送线圈的无功功率增加，接收线圈的电压降低，减小了电能的传输功率与传输效率。为了提高电能的传输功率与传输效率，一般由调谐装置通过投切电容来对发送线圈或接收线圈的漏感等进行调谐，即电容与发送线圈或接收线圈组成lc谐振振荡电路，提高发送线圈和接收线圈的有功功率；然而，现有发送端调谐装置大多是基于阻抗测量而改变投切电容数量进行动态补偿，实现对无线传能系统发送端线圈漏感的调谐，但由于无线电能传输系统运行工况和外界环境的变化等因素，发送端和接收端的线圈的感抗和电路阻抗会发生变化，这个变化量难以实时测量，使得无线电能传输系统参数发生变化，进而导致发送端与接收端的谐振频率发生变化时，调谐装置不能实时、精确调谐，系统没有处于谐振的状态，影响系统电能有效传输，降低系统的供电能力；还有在发送端并联附加相控电感电路，应用动态调谐方式实时调节发送端的等效固有谐振频率来保证工作谐振频率的稳定性，但它也存在局限性，只能在确定了负载的变化范围后才能设计出使系统频率保持稳定的调谐电路。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置，包括交流电源，所述交流电源后连接有共模扼流圈，所述共模扼流圈后连接有整流桥，所述整流桥后连接有逆变器，所述逆变器后并联连接有电压传感器和串联连接有电流传感器，电压传感器和电流传感器的输出端与相位检测装置相连，所述相位检测装置与控制单元连接，所述电流传感器后连接有串联谐振电路，所述串联谐振电路后连接有双向晶闸管，所述双向晶闸管后连接有补偿电容，所述补偿电容后连接有发射线圈，所述双向晶闸管同时与控制单元连接。

具体地，所述整流桥为全桥。

具体地，所述控制单元为带有控制程序的dsp控制器。

具体地，上述串联谐振电路包括有电阻、电容、电感。

有益效果：本发明通过在整流桥前加上共模扼流圈，从而可以极大地减小了电磁干扰。

附图说明

图1是本发明实施例的无线电能传输设备发送端动态调谐装置的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“布置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置，包括交流电源1，所述交流电源1后连接有共模扼流圈2，所述共模扼流圈2后连接有整流桥3，所述整流桥3后连接有逆变器4，所述逆变器4后并联连接有电压传感器5和串联连接有电流传感器6，电压传感器5和电流传感器6的输出端与相位检测装置7相连，所述相位检测装置7与控制单元8连接，所述电流传感器6后连接有串联谐振电路9，所述串联谐振电路9后连接有双向晶闸管10，所述双向晶闸管10后连接有补偿电容11，所述补偿电容11后连接有发射线圈12，所述双向晶闸管10同时与控制单元8连接。

具体地，所述整流桥3为全桥。

具体地，所述控制单元8为带有控制程序的dsp控制器。

具体地，上述串联谐振电路9包括有电阻91、电容92、电感93。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种无线电能传输设备发送端动态调谐装置，包括交流电源，所述交流电源后连接有共模扼流圈，所述共模扼流圈后连接有整流桥，所述整流桥后连接有逆变器，所述逆变器后并联连接有电压传感器和串联连接有电流传感器，电压传感器和电流传感器的输出端与相位检测装置相连，所述相位检测装置与控制单元连接，所述电流传感器后连接有串联谐振电路，所述串联谐振电路后连接有双向晶闸管，所述双向晶闸管后连接有补偿电容，所述补偿电容后连接有发射线圈，所述双向晶闸管同时与控制单元连接。

技术研发人员：姜亚雷
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：2018.04.28
技术公布日：2018.10.19