[发明专利]一种基于相位判断的主动调谐无线能量传输装置

说明书

本发明的一种基于相位判断的主动调谐无线能量传输装置属于电子技术的技术领域，其结构有交直流转换电路(1)，高频逆变电路(2)，电感补偿电路(3)，单片机(4)，相位检测电路(5)。本发明具有负载适应范围宽、传输效率高、使用灵活、系统稳定性和可靠性高等优点。

技术领域

本发明属于电子技术的技术领域。特别涉及一种基于相位判断的主动调谐无线能量传输装置。

背景技术

自电力进入人类生活后，电线作为传输电能的媒质几乎无处不在，为我们的生活日常带来很多便利。但有线能量传输方式会受限于空间占用、用电设备接触带来潜在的安全隐患等问题。而无线能量传输系统中不存在直接电气连接，可实现无线设备不受空间限制的能量供给，且具有无接插环节、无裸露导体、无漏电触电危险等优势。毫无疑问，无线电能传输正逐渐在诸如电动汽车、手机、平板电脑、生物医学等用电设备的充电或供电中发挥着越来越重要的作用。

在无线充电技术中，磁耦合共振的方式因其传输效率高、功率大、结构方便等优点而被广泛关注。其原理是先将220V/50Hz的市电整流成直流稳压电，再由高频逆变电路逆变成50kHz的高频交流电，发射线圈(呈电感性)配合适当的电容进行选频谐振，将电能转换成磁能，再通过磁耦合共振的方式由接收线圈接收能量，最终再由接收线圈后续的整流滤波电路将线圈接收的能量转换成恒压或恒流为接收端的设备进行供电或为蓄电池进行充电。为了保证传输效率和功率，上述系统要求发射线圈所在的初级回路必须谐振，接收线圈所在的次级回路也要谐振。众所周知，当发射线圈和接收线圈进行耦合时，次级回路对初级回路会产生影响，其影响可等效成一个反射阻抗串联在初级回路中，该反射阻抗包括反射电阻和反射电抗，其中反射电抗(呈电感性或电容性)对初级回路的谐振程度会产生严重影响，因此在设计发射系统时必须考接收系统的参数影响。

目前的磁耦合共振无线传输系统一般都是针对固定的接收回路进行设计的，一旦接收回路的参数发生变化时，其在发射回路中等效的反射阻抗也会发生变化，原本发射回路的谐振状态便会遭到破坏，出现失谐的现象，导致发射回路的电流、功率、效率等重要参数迅速变差。而在充电过程中，由于蓄电池储存电量一直在发生变化，导致接收回路在发射回路中的等效参数必然发生变化，使得系统在整个能量传输过程中效率会很低。

综上，为了提高系统对负载的适应性，保证系统的能量传输效率，现有的无线能量传输系统还需要进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺点，提供一种基于相位判断的主动调谐无线能量传输装置。该系统能够根据接收回路参数的变化，自动调整发射回路的参数，以保证发射回路实时谐振，提高传输效率。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于相位判断的主动调谐无线能量传输装置，其结构有，交直流转换电路1，高频逆变电路2，单片机4，其特征在于，结构还有，电感补偿电路3，相位检测电路5；所述的交直流转换电路1的输入端与市电相连，交直流转换电路1的输出端与高频逆变电路2的电源输入端相连，高频逆变电路2的取样输出端与相位检测电路5的输入端相连，相位检测电路5的输出端与单片机4相连，单片机4还分别与高频逆变电路2的控制输入端和电感补偿电路3的输入端相连，电感补偿电路3的输出端与高频逆变电路2的补偿输入端相连；