CN103346625A - 副端电感选频的多负载无线能量传输装置 - Google Patents

副端电感选频的多负载无线能量传输装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103346625A
CN103346625A CN2013103293495A CN201310329349A CN103346625A CN 103346625 A CN103346625 A CN 103346625A CN 2013103293495 A CN2013103293495 A CN 2013103293495A CN 201310329349 A CN201310329349 A CN 201310329349A CN 103346625 A CN103346625 A CN 103346625A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
inductance
wireless energy
load
electric signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013103293495A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103346625B (zh
Inventor
朱春波
张剑韬
宋凯
魏国
逯仁贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201310329349.5A priority Critical patent/CN103346625B/zh
Publication of CN103346625A publication Critical patent/CN103346625A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103346625B publication Critical patent/CN103346625B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

副端电感选频的多负载无线能量传输装置，属于无线能量传输领域，本发明为解决现有的固定结构只能选择性的给指定需要充电的负载充电的问题。本发明包括能量发射装置和N个能量接收装置，发射装置的电信号输入端用于连接外部供电电源，N个能量接收装置的电信号输出端分别连接N个负载的电信号输入端，发射装置和N个能量接收装置通过耦合方式无线连接；能量发射装置包括发射端变换器和无线能量发射电路，每个能量接收装置包括无线能量接收模块和接收端变换器，无线能量接收模块包括电容装置和电感装置，电感装置包括支路选择器和电感控制电路，电感控制电路包括N条电感支路。本发明用于单能量发射端和多能量接收端的负载充电系统。

Description

副端电感选频的多负载无线能量传输装置
技术领域
本发明涉及一种副端电感选频的多负载无线能量传输装置，属于无线能量传输领域。
背景技术
无线能量传输克服了传统有线插拔式充电带来的不安全、易老化、不便捷等问题。无线能量传输具有广泛应用，如在电动汽车电池充电，家电充电，智能搬运车等领域的应用大大提高了自动化智能化水平。
随着无线能量传输技术的发展，多负载无线能量传输系统，即单能量发射端和多能量接收端系统可满足对多个负载充电的需求，然而，根据谐振原理可知，当能量发射端和能量接收端电路固定时，谐振频率随之固定，如何实现固定的结构选择性的给指定需要充电的负载充电是一个亟待解决的问题。
因此，有必要提供一种改进的系统和方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明目的是为了解决现有的固定结构只能选择性的给指定需要充电的负载充电的问题，提供了一种副端电感选频的多负载无线能量传输装置。
本发明所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置，它包括能量发射装置和N个能量接收装置，发射装置的电信号输入端用于连接外部供电电源，N个能量接收装置的电信号输出端分别连接N个负载的电信号输入端，发射装置和N个能量接收装置通过耦合方式无线连接；
所述能量发射装置包括发射端变换器和无线能量发射电路，发射端变换器的电信号输入端用于连接外部供电电源，发射端变换器的电信号输出端连接无线能量发射电路的电信号输入端；
所述每个能量接收装置包括无线能量接收模块和接收端变换器，无线能量接收模块的电信号输出端连接接收端变换器的电信号输入端，接收端变换器的电信号输出端连接负载的电信号输入端；
所述无线能量接收模块包括电容装置和电感装置，电容装置和电感装置串联在无线能量接收模块的电信号输出端上；
所述电感装置包括支路选择器和电感控制电路，支路选择器与电感控制电路串联连接在电感装置的电信号输出端上，所述电感控制电路包括N条电感支路，所述N条电感支路并联。
本发明所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置，它包括能量发射装置和N个能量接收装置，发射装置的电信号输入端用于连接外部供电电源，N个能量接收装置的电信号输出端分别连接N个负载的电信号输入端，发射装置和N个能量接收装置通过耦合方式无线连接；
所述能量发射装置包括发射端变换器和无线能量发射电路，发射端变换器的电信号输入端用于连接外部供电电源，发射端变换器的电信号输出端连接无线能量发射电路的电信号输入端；
所述每个能量接收装置包括无线能量接收模块和接收端变换器，无线能量接收模块的电信号输出端连接接收端变换器的电信号输入端，接收端变换器的电信号输出端连接负载的电信号输入端；
所述无线能量接收模块包括电容装置和电感装置，电容装置和电感装置串联在无线能量接收模块的电信号输出端上；
所述电感装置包括N条电感支路，N条电感支路并联连接在电感装置的电信号输入端上，每条电感支路包括一个开关和多个电容，所述开关和电容串联。
本发明所述的副端电感选频的多负载无线能量传输装置与传统的无线能量传输系统相比，将选频充电方法加入到了多负载充电装置中。通过调节无线能量接收端的接收端谐振频率，即电感装置电感大小来改变接收端谐振频率，以调节发射端谐振频率与所需被充电的负载对应的接收端谐振频率大致相等，从而实现对所需负载进行充电。并且，根据接收端谐振频率来选择提供给发射端变换器的开关信号的工作频率，以实现高效充电。该副端电感选频的多负载无线能量传输装置可选择性给所需充电负载进行高效充电。
附图说明
图1是本发明所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置的电路结构示意图；
图2是本发明所述能量发射装置的电容装置电路结构示意图；
图3是本发明所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置的另一种电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置，它包括能量发射装置1和N个能量接收装置2，能量发射装置1的电信号输入端用于连接外部供电电源3，N个能量接收装置2的电信号输出端分别连接N个负载4的电信号输入端，能量发射装置1和N个能量接收装置2通过耦合方式无线连接；
所述能量发射装置1包括发射端变换器11和无线能量发射电路12，发射端变换器11的电信号输入端用于连接外部供电电源3，发射端变换器11的电信号输出端连接无线能量发射电路12的电信号输入端；
所述每个能量接收装置2包括无线能量接收模块21和接收端变换器22，无线能量接收模块21的电信号输出端连接接收端变换器22的电信号输入端，接收端变换器22的电信号输出端连接负载4的电信号输入端；
所述无线能量接收模块21包括电容装置211和电感装置212，电容装置211和电感装置212串联在无线能量接收模块21的电信号输出端上；
所述电感装置212包括支路选择器2121和电感控制电路2122，支路选择器2121与电感控制电路2122串联连接在电感装置212的电信号输出端上，所述电感控制电路2122包括N条电感支路，所述N条电感支路并联。
本实施方式中，通过支路选择器2121选择不同的电感支路改变电感装置212的电感大小，进而改变个能量接收装置2的谐振频率，使能量发射装置1的谐振频率与负载4对应的能量接收装置2的谐振频率相等。
本实施方式中，发射端变换器11用于将外部供电电源3提供的电能转换成交流电。所述能量发射装置1用于将外部供电电源3提供的电能转换成磁能量，该磁能量能够在空气介质中传输。所述能量接收装置2用于将无线接收的磁能量转换成电能，该电能对应负载4所需电能。
具体实施方式二：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述支路选择器2121为一个单刀多掷开关。
本实施方式中，所述单刀多掷开关选择不同电容支路的方式为：控制单刀多掷开关的导通或关断来选择连接入能量发射装置1的电容支路。
具体实施方式三：下面结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置，它包括能量发射装置1和N个能量接收装置2，能量发射装置1的电信号输入端用于连接外部供电电源3，N个能量接收装置2的电信号输出端分别连接N个负载4的电信号输入端，能量发射装置1和N个能量接收装置2通过耦合方式无线连接；
所述能量发射装置1包括发射端变换器11和无线能量发射电路12，发射端变换器11的电信号输入端用于连接外部供电电源3，发射端变换器11的电信号输出端连接无线能量发射电路12的电信号输入端；
所述每个能量接收装置2包括无线能量接收模块21和接收端变换器22，无线能量接收模块21的电信号输出端连接接收端变换器22的电信号输入端，接收端变换器22的电信号输出端连接负载4的电信号输入端；
所述无线能量接收模块21包括电容装置211和电感装置212，电容装置211和电感装置212串联在无线能量接收模块21的电信号输出端上；
所述电感装置212包括N条电感支路，N条电感支路并联连接在电感装置212的电信号输入端上，每条电感支路包括一个开关2123和多个电容，所述开关2123和电容串联。
本实施方式中，通过开关2123的关断选择不同的电感支路改变电感装置212的电感大小，进而改变能量接收装置2的谐振频率，使能量发射装置1的谐振频率与负载4对应的能量接收装置2的谐振频率相等。
具体实施方式四：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式三作进一步说明，所述开关2123为一个单刀单掷开关。
具体实施方式五：下面结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一或实施方式三作进一步说明，所述N条电感支路的每条电感支路包括一个或多个电感串联。
选频定向充电原理为：每个负载对应的接收端谐振频率包括两个频率：公共频率和独立频率，发射端谐振频率包括多个频率：多个负载对应的多个独立频率和公共频率；接收端公共频率和发射端公共频率相同。
当多个负载需要同时充电时，调节发射端的谐振频率为公共频率，调节接收端的谐振频率为公共频率。
当一个负载需要充电时，调节发射端谐振频率为该需被充电负载对应的独立频率，调节接收端谐振频率为独立频率。
本发明所述的副端电感选频的多负载无线能量传输装置针对多负载无线能量传输系统，即单能量发射端，多能量接收端系统，通过改变能量接收端的谐振频率实现对需要充电的负载进行充电的过程。实质是通过改变接收端电感的大小来实现谐振频率的改变。这种技术可以减小谐振电路的铜损以提高电能利用率，只有需要被充电的负载端的接收端电路处于工作状态，其余负载端的接收端电路不工作，从而可实现能量的定向流动（从能量发射端到需要被充电的负载对应的能量接收端），进而提高能量利用率，提高系统效率。

Claims (5)

1.副端电感选频的多负载无线能量传输装置，其特征在于，它包括能量发射装置（1）和N个能量接收装置（2），能量发射装置（1）的电信号输入端用于连接外部供电电源（3），N个能量接收装置（2）的电信号输出端分别连接N个负载（4）的电信号输入端，能量发射装置（1）和N个能量接收装置（2）通过耦合方式无线连接；
所述能量发射装置（1）包括发射端变换器（11）和无线能量发射电路（12），发射端变换器（11）的电信号输入端用于连接外部供电电源（3），发射端变换器（11）的电信号输出端连接无线能量发射电路（12）的电信号输入端；
所述每个能量接收装置（2）包括无线能量接收模块（21）和接收端变换器（22），无线能量接收模块（21）的电信号输出端连接接收端变换器（22）的电信号输入端，接收端变换器（22）的电信号输出端连接负载（4）的电信号输入端；
所述无线能量接收模块（21）包括电容装置（211）和电感装置（212），电容装置（211）和电感装置（212）串联在无线能量接收模块（21）的电信号输出端上；
所述电感装置（212）包括支路选择器（2121）和电感控制电路（2122），支路选择器（2121）与电感控制电路（2122）串联连接在电感装置（212）的电信号输出端上，所述电感控制电路（2122）包括N条电感支路，所述N条电感支路并联。
2.根据权利要求1所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置，其特征在于，所述支路选择器（2121）为一个单刀多掷开关。
3.副端电感选频的多负载无线能量传输装置，其特征在于，它包括能量发射装置（1）和N个能量接收装置（2），能量发射装置（1）的电信号输入端用于连接外部供电电源（3），N个能量接收装置（2）的电信号输出端分别连接N个负载（4）的电信号输入端，能量发射装置（1）和N个能量接收装置（2）通过耦合方式无线连接；
所述能量发射装置（1）包括发射端变换器（11）和无线能量发射电路（12），发射端变换器（11）的电信号输入端用于连接外部供电电源（3），发射端变换器（11）的电信号输出端连接无线能量发射电路（12）的电信号输入端；
所述每个能量接收装置（2）包括无线能量接收模块（21）和接收端变换器（22），无线能量接收模块（21）的电信号输出端连接接收端变换器（22）的电信号输入端，接收端变换器（22）的电信号输出端连接负载（4）的电信号输入端；
所述无线能量接收模块（21）包括电容装置（211）和电感装置（212），电容装置（211）和电感装置（212）串联在无线能量接收模块（21）的电信号输出端上；
所述电感装置（212）包括N条电感支路，N条电感支路并联连接在电感装置（212）的电信号输入端上，每条电感支路包括一个开关（2123）和多个电容，所述开关（2123）和电容串联。
4.根据权利要求3所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置，其特征在于，所述开关（2123）为一个单刀单掷开关。
5.根据权利要求1或3所述副端电感选频的多负载无线能量传输装置，其特征在于，所述N条电感支路的每条电感支路包括一个或多个电感串联。
CN201310329349.5A 2013-07-31 2013-07-31 副端电感选频的多负载无线能量传输装置 Active CN103346625B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310329349.5A CN103346625B (zh) 2013-07-31 2013-07-31 副端电感选频的多负载无线能量传输装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310329349.5A CN103346625B (zh) 2013-07-31 2013-07-31 副端电感选频的多负载无线能量传输装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103346625A true CN103346625A (zh) 2013-10-09
CN103346625B CN103346625B (zh) 2015-05-20

Family

ID=49281408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310329349.5A Active CN103346625B (zh) 2013-07-31 2013-07-31 副端电感选频的多负载无线能量传输装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103346625B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105490395A (zh) * 2015-11-30 2016-04-13 无锡华润矽科微电子有限公司 无线充电自动失谐的接收端及能量调节方法
CN108541352A (zh) * 2015-11-13 2018-09-14 X开发有限责任公司 使用磁、公共和差分模式电、近场耦合的中度范围距离的无线功率输送
CN113036942A (zh) * 2021-03-12 2021-06-25 哈尔滨工业大学 一种超级电容的无线充电系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2201857Y (zh) * 1993-08-06 1995-06-28 汤崟 安全调温电热毯
CN101867229A (zh) * 2009-04-14 2010-10-20 索尼公司 电力发送、接收设备和方法以及电力传输系统
CN102378332A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 三星电机株式会社 无线功率传输设备及其传输方法
CN102593962A (zh) * 2012-03-13 2012-07-18 崔玉龙 一种中等距离千瓦级无线电能传输装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2201857Y (zh) * 1993-08-06 1995-06-28 汤崟 安全调温电热毯
CN101867229A (zh) * 2009-04-14 2010-10-20 索尼公司 电力发送、接收设备和方法以及电力传输系统
CN102378332A (zh) * 2010-08-13 2012-03-14 三星电机株式会社 无线功率传输设备及其传输方法
CN102593962A (zh) * 2012-03-13 2012-07-18 崔玉龙 一种中等距离千瓦级无线电能传输装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108541352A (zh) * 2015-11-13 2018-09-14 X开发有限责任公司 使用磁、公共和差分模式电、近场耦合的中度范围距离的无线功率输送
CN108541352B (zh) * 2015-11-13 2022-01-25 X开发有限责任公司 无线功率输送系统和方法
CN105490395A (zh) * 2015-11-30 2016-04-13 无锡华润矽科微电子有限公司 无线充电自动失谐的接收端及能量调节方法
CN113036942A (zh) * 2021-03-12 2021-06-25 哈尔滨工业大学 一种超级电容的无线充电系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103346625B (zh) 2015-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103346624B (zh) 能够自动控制的多负载无线能量传输装置
CN102882286B (zh) 一种基于电场耦合的无线电能传输系统
CN103346628B (zh) 原端电容选频的多负载无线能量传输装置
RU2010138863A (ru) Способ и устройство для передачи электрической энергии (варианты)
CN104362769B (zh) 一种无线输能系统
CN103141008A (zh) 无线供电装置及无线供电系统
CN103501059B (zh) 电场耦合式能量信号并行无线传输系统
CN102751793B (zh) 基于双边功率流控制的无线电能传输系统及其控制方法
RU2013142329A (ru) Схема преобразователя тока и способ управления схемой преобразователя тока
Cao et al. Dynamic efficiency tracking controller for reconfigurable four-coil wireless power transfer system
CN103346625B (zh) 副端电感选频的多负载无线能量传输装置
CN107171450A (zh) 一种电磁耦合式无线充电系统
CN203537079U (zh) 一种无线充电的接收装置
CN106911195A (zh) 一种具有无线充电装置的电瓶车
CN103346626B (zh) 副端电容选频的多负载无线能量传输装置
CN103972996B (zh) 能量和信息双向无线传输的方法
CN103346627B (zh) 原端电感选频的多负载无线能量传输装置
CN202712981U (zh) 改进型无线输电设备
CN209088635U (zh) 一种双向无线充电线圈
CN106816966A (zh) 无线充电和nfc双线圈共存电路
CN204559134U (zh) 无线供电接收装置和显示设备
JP2015109724A (ja) 非接触電力伝送装置及び受電機器
CN205489822U (zh) 一种新型无线充电器的接收器及发射器
Li et al. Key Technologies and New Developments of Stationary/Dynamic Wireless Power Transfer
CN201639500U (zh) 一种用于反激式开关电源的输出电流恒定控制电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant