一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种非接触电能传输系统及控制方法，具体涉及一种基于无线电能传 输的恒温控制电热毯。
【背景技术】
[0002] 目前，市场上的电热毯都有一个电源插头，并且还有一个开关装置控制供电，一般 设置为高、中、低三个档位。这样的电热毯温度不能连续调节且不能实现温度恒定。在人体 熟睡时，电源插座插头的存在即有裸露导体触电的可能。另外在拔插电源插头时易产生电 火花，存在较大的安全隐患，这对于经常使用电热毯的老人、儿童群体十分不利。因此设计 一种不需要电源插头且温度能实现连续调节并能保持恒定的电热毯，是目前需要解决的技 术问题。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有电热毯存在的电源插头在使用中存在较大安全隐患和温度不能够 连续调节且保持恒定的不足，本实用新型提供了一种基于无线电能传输的恒温控制电热 毯，不需要拔插电源插头，并且电热毯温度能够实现连续调节且保持恒定，极大的方便了使 用者。
[0004] 本实用新型专利解决问题所用的技术方案包括非接触供电系统和控制方法。具体 方案如下：首先非接触供电方式实现了原边线圈和副边线圈的隔离，省去了开关装置和消 除了拔插电源插头的潜在隐患，方便了使用者。控制方法包括电热毯通电后，可变负载阻值 变化，引起温度的变化，温度传感器采集信号，通过控制器分析判断，智能调节可变负载使 温度保持恒定，增加了使用者的舒适感。
[0005] 有益效果，由于采取上述方案，实现了电热毯的非接触供电，避免了老人、儿童等 使用者在使用电热毯时的潜在触电风险，并且温度可以连续调节且保持恒定，避免了手动 调温的不方便性和不安全性以及温度变化引起的不舒适感，控制简单，操作方便，极大的方 便了使用者。
【附图说明】
[0006] 图1是非接触电能传输系统的原理框图。
[0007] 图2是本发明的原理框图。
[0008] 图3是本发明的温度调节控制原理框图。
[0009] 图中，1、电网电压；2、输入滤波器；3、单相矩阵变换器；4、原边谐振补偿电容、5、 原边磁能发射线圈、6、副边磁能拾取线圈、7、原副边磁能线圈互感、8、副边谐振补偿电容、 9、副边整流滤波电路；10、可变负载、11、温度传感器；12、给定温度、13、控制器。
【具体实施方式】
[0010] 一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯包括输入电网电压1、输入滤波器2、单 相矩阵变换器3、原边谐振补偿电容4、原边磁能发射线圈5、副边磁能拾取线圈6、原副边磁 能线圈互感7、副边谐振补偿电容8、副边整流滤波电路9、可变负载10、温度传感器11、给定 温度12、控制器13。
[0011] 所述的滤波电路2采用LC结构，对交流输入信号进行滤波。
[0012] 所述的单相矩阵变换器3采用SPWM混合调制策略，输出高频交流电提供给原边磁 能发射线圈。
[0013] 所述的感应耦合器由原边磁能发射线圈5和副边磁能拾取线圈6组成，且原副边 材料相同。
[0014] 所述的感应耦合器的原边磁能发射线圈5和副边磁能拾取线圈6两者互不接触， 实现了电能从原边到副边的非接触传输。
[0015] 所述的原副边无功补偿机构采用电容补偿，且补偿方式为原边串联补偿、副边串 联补偿。
[0016] 所述的整流滤波器对副边拾取的电能进行处理，提供给可变负载。
[0017] 所述的温度调节控制，可以实时监测温度并智能调节可变负载10,使得输出温度 恒定，反应速度快，控制精度高。
[0018] 本实用新型具体方案如下：
[0019] 非接触供电系统中的感应耦合器由原边磁能发射线圈5和副边磁能拾取线圈6组 成，两个线圈分别与原边谐振补偿电容4、副边谐振补偿电容8组成串联谐振补偿结构，当 可变负载10变化时，原副边线圈同时采用串联谐振补偿机构能够保证系统输出频率的稳 定性。通过分析和计算，在原副边完全谐振的情况下，副边可变负载10反射到原边的反射 阻抗为
[0020]
【主权项】
1. 一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，其特征在于：包括输入滤波器、单相矩 阵变换器、感应耦合器、原副边无功补偿机构、可变负载及温度调节机构； 输入的工频交流电经输入滤波器后，传送给单相矩阵变换器，单相矩阵变换器将接收 的工频信号逆变为高频信号供给感应耦合器原边绕组，经无功补偿后，感应耦合器副边绕 组将从感应耦合器原边绕组耦合的电信号送给整流滤波电路得到直流信号提供给负载； 温度调节机构包括温度传感器和控制器。
2. 根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，其特征在于：输 入滤波器采用LC结构，对交流输入信号进行滤波。
3. 根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，其特征在于：矩 阵变换器采用SVPWM调制方式，输出高频交流电提供给原边磁能发射线圈。
4. 根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，其特征在于：感 应耦合器由原边磁能发射线圈和副边磁能拾取线圈组成，且原副边材料相同。
5. 根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，其特征在于：感 应耦合器的原边磁能发射线圈和副边磁能拾取线圈两者互不接触，实现了电能从原边到副 边的无线传输。
6. 根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，其特征在于：原 副边无功补偿机构采用电容补偿，且补偿方式为原边串联补偿、副边串联补偿。
7. 根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，其特征在于：整 流滤波器对副边拾取的电能进行处理，提供给可变负载。
8. 根据权利要求1所述的一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，其特征在于：温 度调节机构包括温度传感器和控制器，电热毯通电时，可变负载发热，温度传感器把热信号 转换为电信号输入到控制器中，与控制器中设定的温度参数进行比较，从而调节可变负载 大小，保证温度恒定。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于无线电能传输的恒温控制电热毯，克服了现有技术的插线和电热毯本身不可分离，以及只能通过电线连接插座才能工作的难题。该系统包括输入滤波器、单相矩阵变换器、感应耦合器、原副边无功补偿机构、整流滤波器、可变负载及温度调节机构。温度调节机构包括温度传感器和控制器。高频交流电通过感应耦合器的原边发射，副边拾取，实现电能的无线传输。电热毯通电时，可变负载发热，温度传感器将热信号转换为电信号输入到控制器，与控制器中设定的温度参数进行比较，从而调节可变负载大小，保证温度恒定。该实用新型实现了电热毯的连续恒温控制以及电能的无线传输，舒适感强，且无安全隐患。
【IPC分类】G05D23-19
【公开号】CN204480076
【申请号】CN201520037706
【发明人】王延熇, 陈国平, 肖仕榜
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年1月20日