[发明专利]一种在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电系统及方法

权利要求书

1.一种在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电系统，其特征在于，所述在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电系统包括：

磁谐振非接触供电电源MR-CPS，用于以磁谐振方式非接触发射和接收电能，给无线传感器提供工作电源，并将磁谐振非接触供电电源MR-CPS的反馈控制嵌入无线传感器；

无线传感器，用于在线监测电气设备状态量，并以无线方式把电气设备高压侧的运行状态数据发送给上位机；

所述磁谐振非接触供电电源MR-CPS包括发射功率侧和接收侧；所述发射功率侧包括AC/DC稳压模块、高频功率放大模块和能量发射模块；

所述AC/DC稳压模块采用反激电路；

所述高频功率放大模块采用E类高频开关功率放大电路；

所述接收侧包括能量接收模块和整流稳压模块；

所述整流稳压模块采用全桥整流和Buck稳压电路；

所述能量发射模块、能量接收模块构成磁谐振非接触电能传输单元；

所述在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电系统自动寻求临界输入功率值的方法包括：

以一定步长不断降低或不断增大高频功率放大电路的输入功率P_{in_Amf}，通过判断Buck电路输出电压是否稳压，找到Buck电路临界输出稳压对应的临界输入电压V_{in_Buck_L}，对应的临界输入功率P_{in_Amf_L}；之后再加一定步长裕量的输入功率P_{in_Amf}，使Buck电路输出稳压，并记录Buck电路输入电压V_{in_Buck_F}；

当Buck电路输入电压V_{in_Buck}超过V_{in_Buck_F}一伏时，自适应降低输入功率P_{in_Amf}，重新寻找新的临界稳压对应的输入电压V_{in_Buck_L}和P_{in_Amf_L}；

当V_{in_Buck}低于V_{in_Buck_L}时，自适应增大输入功率P_{in_Amf}，重新寻找V_{in_Buck}低于V_{in_Buck_L}时的临界稳压对应的输入电压V_{in_Buck_L}和P_{in_Amf_L}；

否则保持输入功率不变。

2.如权利要求1所述在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电系统，其特征在于，所述无线传感器包括传感器、单片机、无线通信模块和上位机；所述无线通信模块采用ZigBee模块进行通讯。

3.如权利要求1所述在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电系统，其特征在于，所述磁谐振非接触供电电源MR-CPS，利用市电经过反激电路产生直流电作为E类高频开关功率放大电路的输入，E类高频开关功率放大电路生成MHz正弦交流电作为能量发射模块的激励源，能量接收模块接收到相应的能量后经整流和稳压Buck电路后为无线传感器供电；

无线传感器将采集到的高压电气设备运行状态量传给上位机，同时将稳压Buck电路的输出电压信息传给发射侧。

4.如权利要求1所述在线监测无线传感器的磁谐振非接触供电系统，其特征在于，所述自适应反馈控制包括稳压Buck电路的输出电压信息采集、发射侧与接收侧间的无线通信以及发射侧能量的控制；

所述反馈控制中，

当Buck电路输入电压小于输出稳压值时，输出不能稳压；

当Buck电路输入电压大于输出稳压值时，输入功率恒定，输出稳压；

当Buck稳压电路负载电阻恒定时，输出电压随高频功率放大电路输入功率的变化存在一个临界输入功率值使Buck电路输出能稳压；当输入功率低于临界输入功率值时，输出不能稳压；当输入功率高于临界输入功率值时，输出稳压。