CN115395628A - 一种用于雷达天线车的无线充电装置 - Google Patents

一种用于雷达天线车的无线充电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及雷达供配电技术领域，特别涉及一种用于雷达天线车的无线充电装置。本发明包括无线发射部分和无线接收部分，无线发射部分包括发整流电路、逆变电路和发射电路，发整流电路将三相或两相交流电整流成为直流电，逆变电路将直流电变成发射交流电；无线接收部分包括接收电路、接整流电路、储能升压电路，接整流电路将接收电路整流成为直流，储能升压电路将接整流电路输出的直流电路升压并进行存能。本发明可匹配不同模式下的供电需求。

Description

一种用于雷达天线车的无线充电装置
技术领域
本发明涉及雷达供配电技术领域，特别涉及一种用于雷达天线车的无线充电装置。
背景技术
雷达天线车转台工作时需要不停的旋转，其上部设备如俯仰机构、信号采集设备等供电采用汇流环供电，汇流环本身设备体积较大，且长期使用后，汇流环需要更换或维修，否则容易出现供电故障。
针对此，本发明利用无线充电技术对旋转台设备进行供电。旋转台主要设备为一般为天线和俯仰机构，在俯仰机构工作时耗电量极大，但是俯仰完成后，对接收信号的采集以及信号无线传输耗电量较小，即系统存在两种不同功耗模式且相差较大，如果都以最大功耗模式进行无线传输，会造成较大的线路传输损耗，但如果以较小电量传输，可能会造成俯仰机构中途停机或需要大容量充电电池，不利于降低设备重量或产品价格。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于雷达天线车的无线充电装置。本发明根据旋转台在使用过程中耗电量存在较大差异的不足，在电路中增加了储能升压电路，在最大能耗工作状态下无线充电满负荷工作，而在较低功耗模式下间歇式无线充电，匹配不同模式下的供电需求。
本发明的技术方案是：一种用于雷达天线车的无线充电装置，包括无线发射部分和无线接收部分，无线发射部分包括发整流电路、逆变电路和发射电路，发整流电路将三相或两相交流电整流成为直流电，逆变电路将直流电变成发射交流电；无线接收部分包括接收电路、接整流电路、储能升压电路，接整流电路将接收电路整流成为直流，储能升压电路将接整流电路输出的直流电路升压并进行存能，其特征在于：储能升压电路包括升电路、控制电路，升电路包括储能升压电容C1、储能升压电感L，储能升压电容C1连接在直流电正负极之间，储能升压电感L连接在直流电正极上；控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、反向器D、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三电阻R3；其中第一电阻R1、第二电阻R2串联后与储能升压电容C1并联，第一三极管Q1基极通过反向器D连接在第一电阻R1、第二电阻R2的连接线上，第一电阻R1、第二电阻R2的连接线与第二三极管Q2基极连接；储能升压电感L另一端分别与第一三极管Q1、第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1发射极接地或通过第三电阻R3接地；第二三极管Q2的发射极与负载连接。
一种用于雷达天线车的无线充电装置，包括无线发射部分和无线接收部分，无线发射部分包括发整流电路、逆变电路和发射电路，发整流电路将三相或两相交流电整流成为直流电，逆变电路将直流电变成发射交流电；无线接收部分包括接收电路、接整流电路、储能升压电路，接整流电路将接收电路整流成为直流，储能升压电路将接整流电路输出的直流电路升压并进行存能，其特征在于：储能升压电路包括升电路、控制电路，升电路包括储能升压电容C1、储能升压电感L，储能升压电容C1连接在直流电正负极之间，储能升压电感L连接在直流电正极上；控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、反向器D、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三电阻R3；其中第一电阻R1、第二电阻R2串联后连接在储能升压电感L与电源地之间，第一三极管Q1基极通过反向器D连接在第一电阻R1、第二电阻R2的连接线上，第一电阻R1、第二电阻R2的连接线与第二三极管Q2基极连接；储能升压电感L另一端分别与第一三极管Q1、第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1发射极接地或通过第三电阻R3接地；第二三极管Q2的发射极与负载连接。
根据如上所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：发射交流电的频率可通过逆变电路改变。
根据如上所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：包括最大工作模式、低功耗工作模式，在最大工作模式下对应无线电供应的最大能耗，低功耗工作模式对应设备待机状态，在最大工作模式下无线充电能量等于或略大于设备功耗，第二三极管Q2一直处于导通状态；在低功耗工作模式下，无线充电能量与等于或略大于设备待机功耗，系统通过第一三极管Q1的间歇式导通或截止来为负载提供电源。
根据如上所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：还包括结构装置，结构装置包括车体、发导磁装置、发绝缘装置、发射线圈、驱动机构、旋转台、接导磁装置、接绝缘装置、接收线圈、齿轮组、电磁隔离装置，车体上分别固定安装发导磁装置、发绝缘装置、发射线圈，齿轮组设在在车体和旋转台之间，驱动机构设在齿轮组一侧，旋转台下分别固定安装接导磁装置、接绝缘装置、接收线圈，发射线圈和接收线圈对应设置，电磁隔离装置设置在旋转台和车体之间。
根据如上所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：接绝缘装置或发绝缘装置为有机玻璃。
根据如上所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：发导磁装置、接导磁装置为铁氧体。
本发明的有益效果是：通过储能升压电路与工作模式的结合，可以降低系统的重量和产品的价格，确保在各种工作模式下系统能够正常工作。
附图说明
图1是本发明的电路框图。
图2是本发明的储能升压电路图。
图3是本发明的储能升压电路另一实施例图。
图4是本发明的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明的一种用于雷达天线车的无线充电装置包括无线发射部分和无线接收部分。无线发射部分包括发整流电路、逆变电路和发射电路，发整流电路将三相或两相交流电整流成为直流电，逆变电路将直流电变成发射交流电，发射交流电的频率可通过逆变电路改变，以改变发射频率，控制发射功率。无线接收部分包括接收电路、接整流电路、储能升压电路，接整流电路将接收电路整流成为直流，储能升压电路将接整流电路输出的直流电路升压并进行存能，确保在低能耗无线传输过程中系统也能正常工作。
如图2所示，本发明的储能升压电路包括升电路、控制电路，升电路包括储能升压电容C1、储能升压电感L，储能升压电容C1连接在直流电正负极之间，储能升压电感L连接在直流电正极上。控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、反向器D、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三电阻R3。其中第一电阻R1、第二电阻R2串联后与储能升压电容C1并联，第一三极管Q1基极通过反向器D连接在第一电阻R1、第二电阻R2的连接线上，第一电阻R1、第二电阻R2的连接线与第二三极管Q2基极连接，这样通过优化第一电阻R1、第二电阻R2的电阻比值可以分别控制第一三极管Q1、第二三极管Q2的导通，储能升压电感L另一端分别与第一三极管Q1、第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1发射极接地或通过第三电阻R3接地；第二三极管Q2的发射极与负载连接。如图2所示，负载为第二电容C2，通过第二电容C2进行储能。实际工作中，负载可以为多个充电电池并联，后续连接逆变电路，将直接连转化为其他负载需要的220V50HZ的交流的，为电机、直流电源等提供交流电。
最为本发明的进一步方案，如图3所示，第一电阻R1、第二电阻R2串联后连接在储能升压电感L与电源地之间，这样通过储能升压电感L的电压值来导通第一三极管Q1或第二三极管Q2。
本发明的无线充电装置在工作过程中，当无线接收电量较小或刚启动时，接整流电路输出电能在储能升压电感L和储能升压电容C1中储能，电量较小时，第一电阻R1、第二电阻R2之间节点的电压也较小，此时第二三极管Q2截止，通过反向器D后第一三极管Q1基极电压满足开通要求，储能升压电感L通过第一三极管Q1集电极、发射极与地连接充电，从而实现对储能升压电感L、储能升压电容C1进行充电储能，使电压逐渐升高，直到满足第二三极管Q2开通、第一三极管Q1截止为止，此时通过储能升压电感L和储能升压电容C1给负载充电。这样本发明可以根据要求接收相对较低的无线电能，在匹配最大工作电能的情况下，可以通过改变发射频率、占空比或发射线圈圈数等方式匹配多种低功耗工作模式。本发明的升电路在设计时满足高功耗模式下一直工作，即高功耗模式下第二三极管Q2一直导通，而在低功耗模式下间歇自动导通，从而使其在低功耗模式和高功耗模式间可以自由切换。
本发明的一种用于雷达天线车的无线充电装置还可以包括最大工作模式、低功耗工作模式，在最大工作模式下对应无线电供应的最大能耗，低功耗工作模式对应设备待机状态，在最大工作模式下无线充电能量等于或略大于设备功耗，正常工作后第二三极管Q2一直处于导通状态，确保系统长期稳定工作；在低功耗工作模式下，无线充电能量与等于或略大于设备待机功耗，系统通过第一三极管Q1的间歇式导通或截止来为负载提供电源，导通后，只要无线供电电能与用电电量平衡，第二三极管Q2一直处于导通状态，从而减少充电电池充电放电次数，提高产品寿命。本发明的负载可以为多个充电电池并联、或者通过逆变电路直接与用电设备(如电机、开关电源)连接。本发明采用两种工作模式，可以采用较小充电电池的容量，无需以最大工作模式设计充电电池的容量，可以以最低功耗模式设计充电电池，降低设备造价，同时，在最大工作模式下实现无线输入电能与使用电能的大致匹配，从而降低系统的能耗损失。工作时，充电电池在异常情况下临时供电作用，如短时间内供电电压偏低时进行供电。
本发明的一种用于雷达天线车的无线充电装置还包括结构装置，结构装置包括车体1、发导磁装置2、发绝缘装置3、发射线圈4、旋转台6、驱动机构5、接导磁装置7、接绝缘装置8、接收线圈9、齿轮组10、电磁隔离装置11，车体1上分别固定安装发导磁装置2、发绝缘装置3、发射线圈4，齿轮组10设置在车体1和旋转台6之间，驱动机构5设在齿轮组10一侧，通过驱动机构5驱动齿轮组10使旋转台6相对于车体1旋转，旋转台6下分别固定安装接导磁装置7、接绝缘装置8、接收线圈9，发射线圈4和接收线圈9对应设置。电磁隔离装置11设置在旋转台6和车体1之间，电磁隔离装置11与旋转台6、车体1一同将发导磁装置2、发射线圈4、接导磁装置7、接收线圈9产生的电磁信号和外界隔离，这样使无线充电信号不会影响外部通信，旋转台6的设备可以通过无线通信的方式与其他设备进行通信。本发明的接绝缘装置8、发绝缘装置3将电源与设备整体隔离，确保车体1不带电工作，接绝缘装置8、发绝缘装置3可以采用有机玻璃，其绝缘性能好，硬度强。本发明的发导磁装置2、接导磁装置7可为铁氧体，提高无线充电的效率。

Claims (7)

1.一种用于雷达天线车的无线充电装置，包括无线发射部分和无线接收部分，无线发射部分包括发整流电路、逆变电路和发射电路，发整流电路将三相或两相交流电整流成为直流电，逆变电路将直流电变成发射交流电；无线接收部分包括接收电路、接整流电路、储能升压电路，接整流电路将接收电路整流成为直流，储能升压电路将接整流电路输出的直流电路升压并进行存能，其特征在于：储能升压电路包括升电路、控制电路，升电路包括储能升压电容C1、储能升压电感L，储能升压电容C1连接在直流电正负极之间，储能升压电感L连接在直流电正极上；控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、反向器D、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三电阻R3；其中第一电阻R1、第二电阻R2串联后与储能升压电容C1并联，第一三极管Q1基极通过反向器D连接在第一电阻R1、第二电阻R2的连接线上，第一电阻R1、第二电阻R2的连接线与第二三极管Q2基极连接；储能升压电感L另一端分别与第一三极管Q1、第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1发射极接地或通过第三电阻R3接地；第二三极管Q2的发射极与负载连接。
2.一种用于雷达天线车的无线充电装置，包括无线发射部分和无线接收部分，无线发射部分包括发整流电路、逆变电路和发射电路，发整流电路将三相或两相交流电整流成为直流电，逆变电路将直流电变成发射交流电；无线接收部分包括接收电路、接整流电路、储能升压电路，接整流电路将接收电路整流成为直流，储能升压电路将接整流电路输出的直流电路升压并进行存能，其特征在于：储能升压电路包括升电路、控制电路，升电路包括储能升压电容C1、储能升压电感L，储能升压电容C1连接在直流电正负极之间，储能升压电感L连接在直流电正极上；控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、反向器D、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三电阻R3；其中第一电阻R1、第二电阻R2串联后连接在储能升压电感L与电源地之间，第一三极管Q1基极通过反向器D连接在第一电阻R1、第二电阻R2的连接线上，第一电阻R1、第二电阻R2的连接线与第二三极管Q2基极连接；储能升压电感L另一端分别与第一三极管Q1、第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1发射极接地或通过第三电阻R3接地；第二三极管Q2的发射极与负载连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：发射交流电的频率可通过逆变电路改变。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：包括最大工作模式、低功耗工作模式，在最大工作模式下对应无线电供应的最大能耗，低功耗工作模式对应设备待机状态，在最大工作模式下无线充电能量等于或略大于设备功耗，第二三极管Q2一直处于导通状态；在低功耗工作模式下，无线充电能量与等于或略大于设备待机功耗，系统通过第一三极管Q1的间歇式导通或截止来为负载提供电源。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：还包括结构装置，结构装置包括车体、发导磁装置、发绝缘装置、发射线圈、驱动机构、旋转台、接导磁装置、接绝缘装置、接收线圈、齿轮组、电磁隔离装置，车体上分别固定安装发导磁装置、发绝缘装置、发射线圈，齿轮组设在在车体和旋转台之间，驱动机构设在齿轮组一侧，旋转台下分别固定安装接导磁装置、接绝缘装置、接收线圈，发射线圈和接收线圈对应设置，电磁隔离装置设置在旋转台和车体之间。
6.根据权利要求5所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：接绝缘装置或发绝缘装置为有机玻璃。
7.根据权利要求5所述的一种用于雷达天线车的无线充电装置，其特征在于：发导磁装置、接导磁装置为铁氧体。
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