专利名称：能量接收器和包含其的变频能量转换装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种能量传输装置，特别是一种能量接收器和包含其的变频能量转换
>J-U ρ α装直。
背景技术：
传统的能量传输，只能为一对一的传输，或一对多的同时传输，而不能选择指定的传输通道进行能量传输。
实用新型内容在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本实用新型的一个主要目的在于提供一种能量接收器和包含其的变频能量转换装置，可以实现指定通道的能量传输。根据本实用新型的一个方面，一种能量接收器，包括至少两个特征频率互不相同的用于接收电磁波的能量接收模块；每个所述能量接收模块用于向各自的负载传递电磁波，且每个所述能量接收模块均包括接收线圈和用于与该接收线圈产生谐振的电容；所述接收线圈与所述电容并联或串联连接。根据本实用新型的另一方面，一种变频能量转换装置，包括能量接收器，还包括变频能量发射器；所述变频能量发射器包括信号发生器和信号发射器，其中:所述信号发生器用于产生多种频率的电磁波；所述信号发射器用于发射所述信号发生器产生的电磁波。采用本实用新型的能量接收器和包含其的变频能量转换装置，可以实现指定通道的能量传输，且结构简单、传输效率高。
参照
以下结合附图对本实用新型实施例的说明，会更加容易地理解本实用新型的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本实用新型的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1为本实用新型的能量接收器的一种实施方式的结构图；图2为本实用新型的变频能量转 换装置的一种实施方式的结构图；图3为本实用新型的变频能量转换装置的一种应用方式的结构图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。参见图1所示，为本实用新型的能量接收器20的一种实施方式的结构图。在本实施方式中，能量接收器20包括至少两个用于接收电磁波的能量接收模块。至少两个能量接收模块的特征频率互不相同。在一种实施方式中，例如可以包括三个能量接收模块21、22和23。该三个能量接收模块的特征频率互不相同。作为一种实施方式，每个能量接收模块(21、22、23)均可以包括接收线圈Lr和用于与该接收线圈Lr产生谐振的电容Cr。接收线圈Lr与电容Cr可以以并联或串联方式连接。例如，通过采用不同大小的电感(如不同匝数的线圈)和电容的组合，可以获得具有不同特征频率的能量接收模块。作为一种实施方式，接收线圈Lr可以为螺旋式线圈。参见图2所示，为本实用新型的变频能量转换装置的一种实施方式的结构图。在本实施方式中，变频能量转换装置除了能量接收器20外，还包括变频能量发射器10。在一种实施方式中，变频能量发射器10可以包括信号发生器12和信号发射器11。其中，信号发生器12用于产生多种频率的电磁波。信号发射器11用于发射信号发生器12产生的电磁波。变频能量发射器10中的信号发生器12所产生的电磁波的频率可以是连续变化的，例如，可通过旋钮等连续调节所产生的电磁波的频率。或者，变频能量发射器10中的信号发生器12所产生的电磁波的频率可以是离散的，例如，可以在信号发生器12中设置多个按钮，每一个按钮可对应一个频率的电磁波的发生。在一种实施方式中，变频能量发射器10中的信号发射器11可以包括线圈，例如螺旋式线圈。在一种实施方式中，能量接收器20中的每个能量接收模块的接收线圈均与信号发射器10的发射线圈11平行。将能量接收器20的接收线圈21设置为与信号发射器10的发射线圈11平行，从而可以使得能量传输的效率最大，也即是使得能量的损耗最小。在一种实施方式中，假设变频能量转换装置中的能量接收器20包括三个能量接收模块21、22、23，该三个能量接收器21、22、23的特征频率分别为20KHZ、40KHZ和60KHZ，且能量发射器10中的信号发生器12可产生10KHZ10KHZ的电磁波。当需要将能量从能量发射器10传递到特征频率为40KHZ的能量接收模块21时，可以调节能量发射器10中的信号发生器12所产生的电磁波的频率至40KHZ，此时，仅有特征频率为40KHZ的能量接收模块21与能量发射器10所发出的电磁波产生谐振，从而将能量传递到该能量接收模块21的负载RL中。而特征频率为20KHZ和60KHZ的能量接收模块22、23由于不能与能量发射器10所发出的电磁波产生谐振，因而不能接受能量发射器10发射的电磁波，进而也不能将能量传递到该能量接收模块22、23的负载RL中。在一种实施方式中,信号发射器10的线圈11与每个接收线圈21之间可以具有磁介质。磁介质可以包括空气、真空、铁氧体、磁粉或铁粉。[0028]在一种实施方式中，变频能量转换装置还可以包括检测模块(图中未示出)，检测模块与能量接收器20中的各能量接收模块的负载连接，用于检测每个能量接收模块的负载的电参数(例如电压、电流等参数)，根据得到的检测结果，控制变频能量转换装置中的信号发射器10中的信号发生器12，使得信号发生器12根据检测结果产生不同频率的电磁波，从而将电磁波传输至指定的能量接收模块中。参见图3所示，为本实用新型的变频能量转换装置的一种应用方式的结构图，通过变频能量转换装置为串联锂电池组BAT1、BAT2、BAT3和BAT4进行主动能量均衡。在该应用方式中，变频能量发射器110由信号发生器111和信号发射器112组成。信号发生器111可以由变频信号源、场效应管Q1、电感L1、电容Cl和可变电容C2、C3组成。信号发射器112为线圈。变频能量发射器110发射出的电磁波根据频率的不同经磁介质200传递到能量接收器210、220、230和240其中之一中。能量接收器210、220、230和240分别具有并联的能量接收线圈L2和电容C4、能量接收线圈L3和电容C5、能量接收线圈L4和电容C6、能量接收线圈L5和电容C7。能量接收器210、220、230和240的特征频率互不相同，例如能量接收器210、220、230和240的谐振频率可以分别是200KHZ、220KHZ、240KHZ和260KHZ。各能量接收器210、220、230和240后接二级选频网络310，用于滤除少量的非谐振频率的电磁波，二级选频网络310后接整流器410，用于将二级选频网络310输出的交变电动势经整流、滤波后输出直流电压到指定的电池中。例如，当检测模块检测出电池组中的电池BATl中的电能较少时，检测装置将该信息反馈至变频信号发生器111，使得变频信号发生器111产生频率与能量接收器210的谐振频率相同的电磁波，并通过信号发射器112向外发射频率为200KHZ的电磁波，能量接收器210与之谐振并接收电能.能量接收器210接收到的交变电动势通过二级选频网络(电容C8、电感L6)为整流器提供交变电流。交变电流经整流器中的二极管D1、D5整流以及电容C12滤波后，为电池BATl提供直流电能，完成向BATl的能量传递。类似的，当检测模块检测出电池组中的电池BAT2中的电能较少时，检测装置将该信息反馈至变频信号发生器111，使得变频信号发生器111产生频率与能量接收器220的谐振频率相同的电磁波，并通过信号发射器112向外发射频率为220KHZ的电磁波，能量接收器220与之谐振并接收电能。能量接收器220接收到的交变电动势通过二级选频网络(电容C9、电感L7)为整流器提供交变电流。交变电流经整流器中的二极管D2、D6整流以及电容C13滤波后，为电池BAT2提供直流电能，完成向BAT2的能量均衡。同理，当检测模块检测出电池组中的电池BAT3中的电能较少时，检测装置将该信息反馈至变频信号发生器111，使得变频信号发生器111产生频率与能量接收器230的谐振频率相同的电磁波，并通过信号发射器112向外发射频率为240KHZ的电磁波。当检测模块检测出电池组中的电池BAT4中的电能较少时，检测装置将该信息反馈至变频信号发生器111，使得变频信号发生器111产生频率与能量接收器240的谐振频率相同的电磁波，并通过信号发射器112向外发射频率为260KHz的电磁波，以完成对电池BAT3或BAT4的能量传递。采用本实用新型的能量接收器和包含其的变频能量转换装置，可以实现指定通道的能量传输，且结构简单、传输效率高。上面对本实用新型的一些实施方式进行了详细的描述。如本领域的普通技术人员所能理解的，本实用新型的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算设备(包括处理器、存储介质等)或者计算设备的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在了解本实用新型的内容的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的，因此不需在此具体说明。此外，显而易见的是，在上面的说明中涉及到可能的外部操作的时候，无疑要使用与任何计算设备相连的任何显示设备和任何输入设备、相应的接口和控制程序。总而言之，计算机、计算机系统或者计算机网络中的相关硬件、软件和实现本实用新型的前述方法中的各种操作的硬件、固件、软件或者它们的组合，即构成本实用新型的设备及其各组成部件。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。虽然已经详细说明了本实用新型及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本实用新型的公开内容将容易理解，根据本实用新型可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
权利要求1.一种能量接收器，其特征在于: 包括至少两个特征频率互不相同的用于接收电磁波的能量接收模块； 每个所述能量接收模块用于向各自的负载传递电磁波，且每个所述能量接收模块均包括接收线圈和用于与该接收线圈产生谐振的电容； 所述接收线圈与所述电容并联或串联连接。
2.根据权利要求1所述的能量接收器，其特征在于: 所述接收线圈为螺旋式线圈。
3.一种变频能量转换装置，包括如权利要求1-2任意一项所述的能量接收器，其特征在于，还包括变频能量发射器； 所述变频能量发射器包括信号发生器和信号发射器，其中: 所述信号发生器用于产生多种频率的电磁波； 所述信号发射器用于发射所述信号发生器产生的电磁波。
4.根据权利要求3所述的变频能量转换装置，其特征在于，所述变频能量发射器中的所述信号发射器包括发射线圈。
5.根据权利要求4所述的变频能量发射器，其特征在于: 所述发射线圈为螺旋式线圈。
6.根据权利要求4或5所述的变频能量转换装置，其特征在于: 每个所述接收线圈与所述发射线圈平行。
7.根据权利要求4或5所述的变频能量转换装置，其特征在于: 所述发射线圈与每个所述接收线圈之间具有磁介质。
8.根据权利要求7所述的变频能量转换装置，其特征在于: 所述磁介质包括铁氧体、磁粉或铁粉。
9.根据权利要求3所述的变频能量转换装置，其特征在于，还包括检测模块； 所述检测模块与每个能量接收模块的负载连接，用于检测每个所述负载的电参数，并根据得到的检测结果，控制所述信号发生器，使所述信号发生器根据所述检测结果产生不同频率的电磁波。
专利摘要本实用新型涉及一种能量接收器和包含其的变频能量转换装置。其中，能量接收器包括至少两个特征频率互不相同的用于接收电磁波的能量接收模块；每个能量接收模块用于向各自的负载传递电磁波，且每个能量接收模块均包括接收线圈和用于与该接收线圈产生谐振的电容。接收线圈与电容并联或串联连接。采用本实用新型的能量接收器和包含其的变频能量转换装置，可以实现指定通道的能量传输，且结构简单、传输效率高。
文档编号H02J17/00GK203071662SQ201220527910
公开日2013年7月17日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者李付强, 李彦钢, 程晓辉, 付芸, 辛明, 孙锴, 王晓军 申请人:河北凯翔电气科技股份有限公司