[实用新型]磁耦合电能无线传输充电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能无线充电设备技术领域，特别涉及一种磁耦合电能无线传输充电装置。

背景技术

随着电子、电气和自动化的控制技术的不断发展，各种家电及电子设备已得到了广泛普及，然而传统家电依赖电源线和电源插座之间的有线连接来实现供电，而采用内置电池的电子设备也同样需要电源线与电源插座间的有线连接来实现充电，使得为这些电子设备提供的电线随处可见。这些电线不仅占据了我们的活动空间，更限制了设备使用的方便性，同时还产生相关安全用电的隐患。

无线电能传输是利用一种特殊的设备将电源的电能转变为可无线传播的能量，在接收端又将此能量转变回电能，从而达到对用电器的无线供电，这种传输方式可以解决有线传输方式带来的许多不便甚至弊端，例如：美化城市环境、扩大室内可利用空间、减小摩擦起火甚至爆炸的潜在危险等。因此，人们对真正意义上的无线使用的便携式设备和绿色能源系统的需求不断增长，作为一种更为灵活方便的传输方式无线电能传输成为人类的一个追求，多年来国内外的科学家们执着的对此开展了很多的探索研究工作。

目前，具有较好应用前景的无线传输电能技术是基于磁耦合谐振技术来实现的无线充电系统。将电能通过磁场耦合的形式无线传递出去，该单元需要以不同的频率来产生谐振，为了提高充电系统的稳定性，必须保证辅助电源的可靠度。然而这种无线充电技术要求充电设备在2.45cm范围内的近场磁场无线充电，这个瓶颈仍然没有实质性的突破，但是如果对传输距离没有严格要求在数cm范围内，其传输效率就很容易提高到满意的程度。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种实现电源切换、可调距离的磁耦合电能无线传输充电装置。

一种磁耦合电能无线传输充电装置，包括发射电路和接收电路，所述发射电路包括电源切换模块、振荡电路、功率放大电路及发射线圈，所述接收电路包括接收线圈、整流稳压模块、控制系统模块及LCD显示模块；所述电源切换模块对所述振荡电路供电，所述接收电路充电完成后，电源切换模块断开供电，所述振荡电路为所述功率放大电路提供激励信号，所述功率放大电路受激励信号影响，使所述发射线圈和接收线圈处于谐振状态，实现所述发射电路和接收电路间能量的最大化传送与接收。

电源切换模块采用单刀双闸继电器，交流上电常开闭合，常闭打开时实现交流供电，常闭闭合时，所述交流断电。

所述发射电路采用NE555构成振荡频率约为510KHZ信号发生器，为功放电路提供激励信号，所述谐振功率放大器由LC并联谐振回路和开关管IRF840构成，振荡线圈是由直径为0.80mm的漆包线密绕20圈组成，直径约为6.5cm，实测电感值约为142UH。

所述发射电路进一步还包括检测装置、控制模块和开关模块。所述电源切换模块、所述开关模块与所述振荡电路串联连接，所述检测装置用于检测振荡电路上的电流并将检测到的电流值传输给控制模块，所述控制模块控制所述开关模块的打开和闭合。

所述控制电路模块为MSP430控制系统。电感感应接收端的电流，将感应电流输入至所述整流整压模块整流稳压后再输入所述MSP430控制系统，所述MSP430控制系统根据电容调节前后电流值的变化。

所述发射电路的谐振回路线圈在高频脉冲信号驱动下，不断向周围发射电磁波，在近场区形成非辐射交变磁场，经过强磁耦合谐振，被所述接收电路的谐振回路线圈进行电能接收，从而实现电能高效率、中距离的无线传输。

系统工作时，发射电路输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或用24V直流电直接为系统供电，经过无线充电装置电源切换模块后输出的直流电通过振荡电路振荡逆变转换成高频交流电供给初级绕组，通过2个磁感线圈耦合能量，输出的电流经接收转换电路变换成直流为电池充电，最后经MSP430控制系统，来实时监控电路的充电状况，再通过LCD显示模块显示充电进度条的绘制，实时充电电压显示、充电时间显示等。

附图说明

图1为本实用新型磁耦合电能无线传输充电装置系统框图。

图2为本实用新型一个实施例的发射电路系统框图。

图3为本实用新型磁耦合电能无线传输充电装置的电源电路图。

图4为本实用新型磁耦合电能无线传输充电装置的发射电路图。

图5为本实用新型磁耦合电能无线传输充电装置的接收充电电路图。

具体实施方式