发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种可调节充电功率的无线充电系统和充电功率调节方法。
第一方面本申请提供一种无线充电系统,包括发射端和接收端,所述发射端包括将电网的工频交流电转换为直流的AC-DC模块I、将AC-DC模块I输出的直流电降压并转换成幅值可调电压的DC-DC模块、将DC-DC模块的输出直流电压转换为方波电源的高频逆变模块、与DC-DC模块和高频逆变模块信号连接的发射端控制模块、连接在高频逆变模块输出端的发射端谐振耦合模块;所述接收端包括与发射端谐振耦合模块相对耦合的接收端耦合谐振模块、将接收端耦合谐振模块的高频电能转换为直流电能的AC-DC模块II、将AC-DC模块II的输出电能进行控制以给电池组充电的充电管理模块、与充电管理模块信号连接的接收端控制模块,
所述接收端还包括与接收端控制模块信号连接的红外发射模块;
所述发射端包括与发射端控制模块信号连接的红外接收模块;
所述红外接收模块配置用于:与红外发射模块配合使用,接收充电管理模块的充电信息;
所述发射端控制模块配置用于:根据充电信息调节高频逆变模块的发射功率至与电池组的充电功率相匹配。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述DC-DC模块包括发射端BUCK电路;所述发射端控制模块发送PWM信号至所述发射端BUCK电路中开关管的门极。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述发射端控制模块包括用于采集DC-DC模块的输出电压以及输出电流。DC-DC模块的输出电压与输出电流的乘积即为发射端消耗的有功功率。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述接收端耦合谐振模块安装在电单车、电动自行车、电动三轮车或电动摩托车的底盘下方;所述发射端耦合谐振模块铺设在充电站地面。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述接收端耦合谐振模块的上方和发射端耦合谐振模块的下方铺设有磁条。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述充电管理模块从输入端到输出端依次包括由继电器选择性连接的纯电阻电路和充电控制电路,所述充电控制电路中设有接收端BUCK电路;所述接收端控制模块输出PWM信号至接收端BUCK电路中开关管的门极。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述发射端还包括与发射端耦合谐振模块串联连接作为高频逆变模块负载的参数调节模块,该模块用于调节发射端谐振耦合模块的谐振频率,使其能够动态调节,并与接收端谐振耦合模块的谐振频率保持一致,从而动态补偿外界环境对系统参数的影响。
第二方面本申请提供一种上述的无线充电系统中充电功率调节方法,包括以下步骤:
获取DC-DC模块的输出电压以及输出电流,计算实时发射的有功功率P实,发射的有功功率P实为DC-DC模块的输出电压与输出电流的乘积;
通过红外接收模块获取AC-DC模块II的输出电压U输、充电管理模块的充电信息,所述充电信息包括充电电压U充、充电电流;
结合发射功率限定值P限、输出电压U输和充电信息计算目标参考功率Ptrans;例如发射功率限定值P限为300W,Ptrans的计算公式为:
Ptrans=K·P实·U充 2/U输 2
其中K为设定的响应速度调节参数。
当U输大于U充时,Ptrans降低;当U输小于U充时,Ptrans增大。调节结果应使U输略大于U充。
以目标参考功率Ptrans和实时发射功率P实为输入采用增量型PI算法计算控制量信息S;
以控制量信息S控制DC-DC模块的输出电压使得发射端的发射功率达到参考功率Ptrans。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述控制量信息S为DC-DC模块中开关管的占空比信息。
根据本申请实施例提供的技术方案,上述的无线充电功率调节方法,还包括:
接收端控制模块以充电电压限定值U限和充电管理模块的充电电压测量值U测为一次回路的输入,以一次回路的输出和充电管理模块的充电电流作为二次回路的输入的双回路增量型PI算法计算得到充电管理模块的接收端BUCK电路占空比控制量,并以该控制量控制充电管理模块的接收端BUCK电路占空比。
本申请的无线充电系统及充电功率调节方法不仅可以应用于电单车还可用于电动自行车、电动三轮车和电动摩托车。
第三方面本申请还提供使用上述任意一种无线充电系统的电单车、电动自行车、电动三轮车、电动摩托车。
本申请的无线充电系统中,采用参数调节模块在充电的初始阶段,对发射端和接收端的充电参数进行匹配和调节,考虑到无线充电系统应用在电单车、电动自行车、电动三轮车、电动摩托车时的实际工作环境,谐振线圈和谐振电容的参数值可能受到户外温度、湿度、老化、制造公差、周围的杂散金属物体等影响,并导致发射端谐振耦合电路的谐振频率与接收端的谐振频率不一致,进而降低系统的传输效率和传输功率,本发明无线充电系统中的的参数调节模块及充电参数调节方法,能够在较短的时间(数秒至十几秒)内,迅速完成无线充电系统的参数匹配,保证充电过程的高效率。
本发明利用红外通信技术实现无线充电平台与待充电车辆的一对一通信,基于该通信技术,本发明能够实时调节系统的发射功率,使其恰好满足接收端的功率需求而又不造成功率浪费。
本发明中接收端的充电管理算法,使得充电过程能够自动按照蓄电池的恒流、恒压、涓流的阶段进行充电。
本申请的无线充电系统及充电参数调节装置和方法不仅可以应用于电单车,还可应用于电动自行车、电动三轮车、电动摩托车。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1为本申请提供一种无线充电系统,包括发射端和接收端,所述发射端包括将电网的工频交流电转换为直流的AC-DC模块I110、将AC-DC模块I 120输出的的直流电降压并转换成幅值可调电压的DC-DC模块120、将DC-DC模块120的输出直流电压转换为方波电源的高频逆变模块130、与DC-DC模块120和高频逆变模块130信号连接的发射端控制模块140、连接在高频逆变模块130输出端的发射端谐振耦合模块140;所述接收端包括与发射端谐振耦合模块相对耦合的接收端耦合谐振模块210、将接收端耦合谐振模块210的高频电能转换为直流电能的AC-DC模块II220、将AC-DC模块II220的输出电能进行控制以给电池组充电的充电管理模块230、与充电管理模块230信号连接的接收端控制模块240,
所述接收端还包括与接收端控制模块240信号连接的红外发射模块250;
所述发射端包括与发射端控制模块150信号连接的红外接收模块160;
所述红外接收模块配置用于:与红外发射模块250配合使用,接收充电管理模块230的充电信息;
所述发射端控制模块150配置用于:根据充电信息调节高频逆变模块130的发射功率至与电池组260的充电功率相匹配。
在本实施例中,还包括与发射端谐振耦合模块串联连接作为高频逆变模块130负载的参数调节模块170。
在本实施例中:
AC-DC模块I,本模块构建了一个直流电压源,将来自电网的工频交流电转换为直流电能,为后续的发射端电路供电。本模块构建了一个具有较大功率容量的直流电源,其输出电压为110V,输出电流可达30A,通过电源总线,可以同时为一个充电棚中的多台无线充电设备供电;考虑到一台无线充电系统的发射功率不超过300W,因此一台直流电源即可为10套无线充电系统提供充足的电能。
DC-DC模块,本模块使用BUCK电路(电路结构如附图3所示),将AC-DC模块I产生的直流电进行降压处理,从而产生一个幅值可调的直流电压源,该幅值可调的直流电压源给发射端高频逆变模块供电,通过调节其输出的直流电压的幅值,能够调节高频逆变模块的输出功率。该可调直流电压源的输出电压的控制,是通过调节附图3中开关管S1的占空比实现的。采用增量型PI算法调节S1的占空比,能够保证高频逆变模块5输出功率的稳定。
发射端控制模块:使用Stm32系列芯片构建,该型控制器功能强大:控制器中定时器的输入捕获功能,能够对接收到的红外信号进行解调,从而获知接收端的充电信息,包括接收端的充电电压、充电电流、以及接收端BUCK电路的PWM占空比,进而计算得到发射端发射功率的调节目标值;控制器中AD转换通道能够对DC-DC模块的输出电压和输出电流进行AD采样;控制器根据接收端的充电信息和发射端的发射功率目标值生成一个电压幅度调节信号(PWM信号),调节DC-DC模块的输出电压,使得发射端的发射功率恰好满足接收端的功率需求而又不造成功率浪费;发射端的控制目标是通过调节DC-DC模块中开关器件S1的占空比,调节发射端的发射功率,使得1、发射功率不超过限定值300W;2、接收端AC-DC模块9的输出电压与接收端充电管理模块输出的充电电压具有接近的幅值(稍高于充电电压),或者让接收端充电管理模块的开关管的控制信号具有接近但稍低于100%的占空比。
发射端的发射功率,也即无线充电系统中充电功率调节方法,包括以下步骤:
s1.获取DC-DC模块的输出电压以及发射端耦合谐振模块的谐振电流,计算实时发射功率P实,发射功率P实为DC-DC模块的输出电压以及发射端耦合谐振模块的谐振电流的乘积;
s2.通过红外接收模块获取AC-DC模块II的输出电压U输、充电管理模块的充电信息,所述充电信息包括充电电压U充、充电电流;在本实施例中,还包括充电管理模块电路中的BUCK电路中的占空比信息;
s3.结合发射功率限定值P限、输出电压U输和充电信息计算目标参考功率Ptrans;在本实施例中发射功率限定值P限为300W;Ptrans的计算公式为:
Ptrans=K·P实·U充 2/U输 2
其中K为设定的响应速度调节参数,在本实施例中K为1,在其他实施例中K也可以设定为其他数值。
当U输大于U充时,Ptrans降低;当U输小于U充时,Ptrans增大。调节结果应使U输略大于U充。
s4.以目标参考功率Ptrans和实时发射功率P实为输入采用增量型PI算法计算控制量信息S;如图4所示,
s5.以控制量信息S控制DC-DC模块的输出电压使得发射端的发射功率达到参考功率Ptrans。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述控制量信息S为DC-DC模块中开关管的占空比信息。
在调节DC-DC模块2中开关器件的占空比时,使用20kHz的PWM信号进行控制,一旦给定目标参考功率Ptrans,使用附图4所示的增量型PI算法能够在数个ms内将发射端高频逆变模块的输出功率调节至目标功率Ptrans。然而,Ptrans的值,除要满足条件不超过300W的要求外,还需要根据接收端的充电信息进行决定,使接收端的工作状态能够满足条件。接收端的充电信息需要通过红外通信才能传输至发射端,红外通信一次传输四个字节,完成一帧数据的传输约需数十毫秒,因此,为满足条件,Ptrans需要每隔数十毫秒进行一次更新。在数十次迭代更新之后(数秒的时间),Ptrans也能够达到稳定。
控制器中定时器的PWM功能能够控制DC-DC模块的输出电压;普通IO口能够控制数字信号合成器件(DDS)合成所需频率所需占空比的方波信号,用来控制发射端高频逆变模块的方波电压源输出,也能够控制参数调节模块中继电器的开关和切换。
高频逆变模块:本模块根据发射端控制模块产生的频率信号,将DC-DC模块输出的直流电压转换为所需频率和所需占空比的高频交流方波电源。逆变器采用传统的H桥全桥拓扑,驱动器采用IR2110系列自举电路进行构建,MOSFET则应具有200V以上耐压、10A以上电流、较小的导通内阻(数十毫欧)及较快的开关速度。本发明采用的MOSFET为BSB056N10NN3,但本发明不限于某一特定类型MOSFET。
参数调节模块如图2所示,本模块是由不同容值的电容器和一个电感器通过串联构成的电容-电感阵列;本模块整体与发射端谐振耦合模块串联,串联后一同作为发射端高频逆变模块的输出负载;串入电容器会降低发射端谐振耦合模块的谐振电容值,从而提高发射端谐振模块的谐振频率;串入电感器会增加发射端谐振耦合模块的谐振电感值,从而降低发射端谐振模块的谐振频率;通过控制单刀双掷开关(即继电器)的开关状态,能够控制串入系统回路的电感值和电容值总量,从而能够根据系统的需要调节发射端的谐振频率,使其与接收端保持一致或接近的状态。本实施例中,参数调节模块由电感器、电容器以及继电器构成。如图2所示,n个电容器Ct1,……,Ctn和1个电感器Lt均单独串入,电感器和电容器分别由继电器控制是否串入到电路中,考虑到引入的器件均有寄生电阻,为不给系统效率带来明显的负面影响,电感器由利兹线绕制而成,以降低内阻;电容器选用低内阻的无感吸收电容构成;继电器选用接触电阻在20mΩ以下的继电器构成。对于电容器的电容值,满足如下关系:Ct1=Ct2/2=Ct3/22=……=Ctn/2n-1。假设Ct1串入谐振电路后,发射端的谐振频率增加量为Δf,则Ct2,……,Ctn单独串入后,发射端的谐振频率增加量依次近似等于2(2 -1)Δf,……,(2(n-1))*Δf。所有电容器的组合则能够以Δf的步长增加发射端的谐振频率,总增加范围为(2n-1)*Δf。选用合适的电感值,使得只有电感器串入谐振电路时,发射端的谐振频率下降量为(2n-1)*Δf。则,由电感器和电容器的组合能够在-(2n-1)Δf到(2n-1)Δf的范围内,以Δf的步长调节发射端的固有频率。
按照如下步骤对谐振参数进行匹配:
控制继电器的接通位置使所有电感器和电容器均不接入发射端的电路中,使得发射端谐振耦合模块的谐振频率为初始频率f初,第一次扫频,记录发射端谐振耦合模块的谐振电流峰值为第一峰值为I1peak-1A;
控制各个继电器的接通位置,使得发射端谐振耦合模块的谐振频率在初始频率的基础上增加1个设定频率步长Δf,即为f初+Δf;在本实施例中,Δf为500Hz,第二次扫频,记录发射端谐振耦合模块的谐振电流峰值为第二峰值I1peak-1B;
计算谐振电流差值ΔI1peak-1=I1peak-1A-I1peak-1B;
由附图8可见,发射端和接收端的谐振频率偏差Δfnat越大时,发射端的谐振电流—驱动频率曲线的峰值越大。因此,发射端的电流—驱动频率曲线的峰值与双边谐振频率的偏差是一对一关系。通过扫频获得第一峰值I1peak-1A的信息后,即可通过查表的方式得知双边固有频率的偏差范围。通过两次扫频获得第一峰值ΔI1peak-1信息后,即可判断是发射端谐振频率是需要增加还是需要减小或者保持不变。
第一峰值I1peak-1A与谐振频率偏差的数据表例如可以如下表1所示,
例如假设Ct1单独串联接入发射端的电路时,发射端谐振耦合模块的谐振频率增加量Δf等于500HZ;
当第一峰值I1peak-1A为5.3A的时候,且ΔI1peak-1为正的时候,控制参数调节模块的1个电感不串联接入发射端的电路,同时控制电容值为Ct3的电容器串联接入发射端的电路;使得将发射端耦合模块的谐振频率增加2kHZ;假设Ct1单独串联接入发射端的电路时,发射端谐振耦合模块的谐振频率增加量Δf等于500HZ。
当第一峰值I1peak-1A为5.3A的时候,且ΔI1peak-1为负的时候,控制参数调节模块的1个电感串联接入发射端的电路,同时控制电容值为Ct3、电容器不串联接入发射端的电路,其余电容器均串联进入发射端的电路;使得将发射端耦合模块的谐振频率减小2kHZ;假设Ct1单独串联接入发射端的电路时,发射端谐振耦合模块的谐振频率增加量Δf等于500HZ。
ΔI1peak-1 |
I1peak-1A |
Δfnat(kHZ) |
+ |
5.3 |
2 |
+ |
4.8 |
1 |
0 |
4.5 |
0 |
- |
4.8 |
1 |
- |
5.3 |
2 |
表1
通过两次扫频后,发射端能够按照前述匹配算法调节发射端参数,使得发射端与接收端具有一致或接近的谐振频率;为减小扫频时的功率损耗,并保障系统在可能的参数失谐状态下的安全,扫频阶段发射端采用一个较小的直流电压进行扫频。
本发明将固有频率调谐模块放置在发射端,这一方面是考虑到接收端可能存在供电不足的情况,电能较为宝贵,另一方面也是考虑到接收端的电动小型交通工具安装空间有限,放置在发射端更便于安装。
发射端谐振耦合模块:本模块由线圈与高耐压、低内阻的电容器串联构成,组成一个LC串联谐振电路;本模块与参数调节模块串联连接,一同作为发射端高频逆变模块的输出负载;本模块中的线圈与接收端谐振耦合模块中的线圈构成一对耦合线圈,通过磁场传递电能。
接收端谐振耦合模块的输出作为接收端AC-DC模块II的输入,为接收端负载提供电能。接收端谐振耦合模块主要包括以下几个特征:a)接收线圈安装在小型电动交通工具底盘下方,发射线圈铺设在地面上,最大传输距离为15cm;b)受安装尺寸限制,接收线圈采用平面螺旋布局,包含30cm*10cm和20cm*10cm两个分体线圈,两个线圈分别布置在车底钢梁的两侧,并串联连接;发射线圈也采用平面螺旋布局,尺寸为30cm*30cm方形线圈;c)发射线圈与接收线圈均采用利兹线绕制,以降低线圈内阻,提升系统效率;d)在发射线圈的底部,与接收线圈的顶部铺设PC44材质的磁条,以提升磁场聚合度,增加发射线圈与接收线圈之间的互感;e)谐振电路的谐振频率在100kHz-500kHz之间,根据实际需求来调节谐振电容的容值,从而改变发射端和接收端的谐振频率,从而能够兼顾传输效率与电磁辐射的要求。
AC-DC模块II:本模块将接收端谐振耦合模块接收到的高频电能通过整流和稳压滤波处理,转换为直流电能,在本实施例中,AC-DC模块II采用全桥整流与滤波电容构建,其中,本发明采用的整流器件为MBRF20200CT型号的二极管,具有200V反向耐压和20A的连续正向电流,能够满足电单车在200W充电功率下的性能要求。但本发明并不限于这一种单一的器件类型。
接收端充电管理模块:本模块采用BUCK降压电路(如附图5所示),并利用PI控制算法,通过控制BUCK电路开关的PWM占空比,对接收端AC-DC模块II输出的直流电能进行控制,使其能够按照蓄电池恒流、恒压、涓流的阶段进行充电。本模块的电路拓扑如附图5所示,所述充电管理模块从输入端到输出端依次包括由继电器选择性连接的纯电阻电路和充电控制电路,所述充电控制电路中设有接收端BUCK电路;所述接收端控制模块输出PWM信号至接收端BUCK电路中开关管的门极。采用BUCK电路,对接收端AC-DC模块II输出的直流电能进行控制,使其输出电压和输出电流不超出限定值。控制算法采用双回路增量型PI算法,算法框图如附图6所示。
如图6所示:所述接收端控制模块:以充电电压限定值U限和充电管理模块的充电电压测量值U测为一次回路的输入,以一次回路的输出和充电管理模块的充电电流作为二次回路的输入的双回路增量型PI算法计算得到充电管理模块的接收端BUCK电路占空比控制量,并以该控制量控制充电管理模块的接收端BUCK电路占空比
接收端的控制目标是:控制充电电压和充电电流不超过限定值。举例说明,对于48V/20Ah的铅蓄电池,其充电曲线如附图7所示,其充电电压限定值为59V。在恒流阶段,蓄电池的等效负载较小,充电电流较大,此时接收端控制器主要对电流环进行控制,保证充电电流不超过3A,随着电池电量的增加,充电电压将逐渐升高到59V;在恒压阶段,接收端控制器主要对电压环进行控制,保证充电电压不超过59V,随着电池电量的增加,充电电流将逐渐减小;当充电电流降至550mA以下时,将进入浮充阶段,在浮充阶段,将充电电压控制在55V,以脉冲方式继续充电。
红外接收模块及红外发射模块:红外发射模块中的红外发射器使用红外LED灯构建,由接收控制模块中控制器芯片输出的38.4k载波驱动,采用NEC编码协议进行编码与解码;红外接收器使用HS0038构建。采用红外技术,则可以进行一对一通信,能够有效避免这种无线充电器与待充电车辆无法匹配的情况。
接收端控制模块:使用Stm32系列芯片构建,该型控制器功能强大,控制器中定时器的PWM功能能够控制充电管理模块的输出电压,也能够合成38.4K的载波,控制红外通信模块发射信号;接收端控制模块中的AD转换通道能够获知接收端AC-DC模块II的输出电压,以及接收端充电管理模块的输出电压和输出电流,然后根据PI控制算法,产生所需的PWM波形,对充电电压及充电电流进行控制;通过与红外接收模块连接,将接收端的充电信息反馈给发射端,便于发射端进行功率调节;特别地,发射端功率调节的目标是,让接收端AC-DC模块II的输出电压与接收端充电管理模块输出的充电电压具有接近的幅值(稍高于充电电压),或者让接收端充电管理模块10的开关管的控制信号具有接近但稍低于100%的占空比。
使用本申请的上述系统的工作流程包括三个阶段:参数匹配阶段、充电阶段、充电结束判别。
三个阶段的工作方式如下:
首先,小型电动交通工具使用人员将车辆停放至指定区域,车辆底盘与充电区域对齐;停放稳定且人员下车之后,使用人员触发发射端的启动按钮,触发发射端进入工作状态;发射端进入工作状态后,首先进行参数匹配;在进行参数匹配时,接收端装置尚处于休眠省电状态,附图5中继电器开关S2默认状态连接在A档,接收端AC-DC模块II的输出连接的负载是具有恒定阻值的15Ω/20W的电阻RL1;通过数次扫频后,发射端能够按照前述匹配算法调节发射端参数,使得发射端与接收端具有一致或接近的谐振频率;为减小扫频时的功率损耗,并保障系统在可能的参数失谐状态下的安全,扫频阶段发射端采用一个较小的直流电压进行扫频。
在进行发射端扫频时,接收端AC-DC模块II将具有一定的输出电压;该输出电压经分压处理后,作为外部中断唤醒接收端装置。接收端装置进入工作状态后,将延时一段时间(十秒),等待发射端扫频结束后,将继电器开关S2切换至B档,同时通过红外通信模块向发射端发送自身的充电信息,包括接收端AC-DC模块II的输出电压,接收端充电管理模块的充电电压、充电电流、占空比等信息;发射端只有在接收到红外通信信息时,才会进入充电阶段;在充电阶段,接收端控制器采用附图6所示的控制算法控制充电电流及充电电压不超过限定值,发射端控制器则采用附图4所示的控制算法控制发射功率不超过限定值,并调节发射功率,使得接收端AC-DC模块II的输出电压稍高于接收端充电管理模块的充电电压;当接收端的充电电流小于550mA时,系统进入涓流模式,以脉冲的方式继续充电一段时间,然后停止充电;当接收端在数秒内一直无法检测到充电电流,或充电电流一直小于一定值时,接收端将关闭红外通信、复位继电器状态、然后进入休眠省电模式,等待下一次唤醒。
在充电阶段,发射端只有在持续接收到红外信号时才会保持充电状态。且,发射端在遇到以下几种情况时,均停止充电工作:1、当因为人员移动车辆等原因,导致车辆发生偏移,无法进行红外通信时,发射端将停止工作,保障安全,并节省能量;2、充电过程已结束,接收端因充电电流过小已停止红外通信时,发射端将停止工作;3、因为车辆停放位置有较大偏差,系统传输效率较低,接收端充电电流较小,导致接收端停止红外通信时,发射端将停止工作;4、发射端谐振电流过大,表明接收端因各种原因无法有效映射自身阻抗时,发射端将停止工作。通过对这些情况的判别,发射端能够在充电结束或意外情况发生时,迅速做出响应,停止充电状态,从而保证人员及设备安全,并节省电能。若需重新启动充电状态,则需要使用人员在排除意外状态,或消耗电池电能之后,再重新触发发射端的按钮,重新从参数匹配阶段进行启动。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。