CN201365144Y - 感应式供电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种感应式供电装置,包括变频器、功率放大器、发射线圈和频率控制器,变频器产生的频率信号由功率放大器功率放大后经发射线圈产生交变电磁场向外发射,受电端接收线圈感应到所述交变磁场后产生自身频率电磁场,并通过互感电磁场方式反馈给发射线圈,发射线圈将接收线圈的频率信号反馈给频率控制器以便控制变频器输出。本实用新型所述感应式供电装置,通过增加变频器和其反馈作用的频率控制器,使得供电端电磁波频率可以跟随受电端电磁波频率的变化而实时自动调整,实现实时动态频率的共振。

Description

感应式供电装置
技术领域
本实用新型涉及电学技术领域,尤其涉及一种感应式供电装置。 背景技术
感应式供电是指采用电磁感应方式为负载提供所需的电压或者电流。感应 式供电无需电线的接触性连接,移动性好,方便了很多设备的使用,例如深层 石油探测器、心脏起搏器、手机、随身听、掌上宝等。
目前的感应式供电装置采用固定频率感应供电,即利用受电端电磁波频率 与供电端电磁波频率达到共振时产生最大电流的原理来实现为受电端负载充 电。目前, 一般供电端电磁波的频率是固定的、静态的,不能够跟随负载距离 供电端的远近或者传输介质等外界因素的频率变化而调整,以便达到共振峰 值,这使得普通感应式供电装置供电效率比较低,使用范围有限。
实用新型内容
为此,本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种感应式供电装置,使 得供电端电磁波频率可以跟随受电端电磁波频率的变化而实时自动调整,实现 实时动态频率的共振。
于是,本实用新型提供了一种感应式供电装置,包括变频器、功率放大器、 发射线圈和频率控制器,变频器产生的频率信号由功率放大器功率放大后经发 射线圈产生交变电磁场向外发射,受电端接收线圏感应到所述交变磁场后产生 自身频率电磁场,并通过互感电磁场方式反馈给发射线圈,发射线圈将接收线 圏的频率信号反馈给频率控制器以便控制变频器输出。
所述频率控制器由自动频率闭环电路组成。
或者,所述频率控制器由锁相环电路。
或者,所述频率控制器由包含微处理器的控制电路组成。
所述变频器、功率放大器和频率控制器集成于一体。或者,所述变频器、功率放大器和频率控制器集成于一体后组合成一单元 件芯片。
其中,所述芯片包括接收反馈和功率输出共同引脚、电源正极引脚和接地 负电源引脚。
所述接收反馈引脚连接发射线圏的一端,所述电源引脚连接在串联的稳压 管和供电电阻之间,稳压管另一端接地,供电电阻另一端连接电源,并与所述 发射线圈的另一端连接。
所述发射线圈并联有滤波电容。
本实用新型所述感应式供电装置,通过增加变频器和其反馈作用的频率控 制器,使得供电端电磁波频率可以跟随受电端电磁波频率的变化而实时自动调 整,实现实时动态频率的共振。本实用新型所述感应式供电装置,可以方便用 户根据实际需要随时调整受电端与供电装置的距离,供电装置相应的实时调整 发射线圈的电磁波频率,以便最大效能的为受电端供电。提高了供电效率,方 便了用户的使用。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述感应式供电装置电路框图; 图2为本实用新型实施例一所述感应式供电装置具体电路图; 图3为本实用新型实施例二所述感应式供电装置具体电路图。 具体实施方式
下面,结合附图对本实用新型进行详细描述。
如图1所示,感应式供电装置包括:供电端的变频器ll、功率放大器12、 发射线圈13和频率控制器14;
其中,变频器11产生的频率信号由功率放大器12放大后经发射线圈13产生 交变磁场,并向空中发射出去,受电端接收线圈21感应到所述发射线圈13产生 的交变磁场后,根据受电端负载状况,例如负载距离供电端的远近,以及受电 端与供电端传输的介质等状况产生自身频率电磁场,并通过互感电磁场方式反馈给发射线圈13 ,发射线圏13将接收线圈21的电磁波频率由频率控制器14反馈 给变频器ll,使之保持实时频率同步和频率共振峰值,以达到最大传输效能。
可见,射线圈产生的电磁波频率可以跟随受电端接收线圈产生的电磁波频 率的变化而实时调整,实现了动态共振。
频率控制器14可以由自动频率控制电路组成,也可以由锁相环电路组成, 或者由包含微处理器的控制电路组成,或者各种能改变频率的电路组成。上述 频率控制电路组成方式为本领域公知技术,在此不再重复描述。
变频器ll、功率放大器12和频率控制器14可以集成于一体。或者集成于一 体后制成一单元件芯片,该芯片包含三个引脚,反馈引脚、电源引脚和接地引脚。
下面以上述集成芯片为例,列举两个具体电路实现方式。 实施例一
如图2所示,该电路是为交流负载提供电源的感应式供电装置,上述集成 芯片为YT225,其电源引脚连接在供电电阻R1和稳压管DW1之间,其接地引 脚接地,反馈引脚连接发射线圈L2的一端,发射线圈L2的另一端连接供电电 阻R1的另一端,稳压管DW1正极接地。
交流电220V经由二极管D1、 D2、 D3和D4组成的整流电路后变成直流电, 再经由电容C1、电感L1、电容C2、电容C3组成的滤波电路后连接到电阻R1与 发射线圈L2的连接端,其中,电容C1的一端接地,另一端连接电感Ll,电感 L1与电容C 1连接的另 一端分别连接电容C2和电容C3的 一端,电容C2和电容C3 的另一端分别^接地。
为实现滤波,发射线圈L2也可以并联有滤波电容C4。
将变频器、功率放大器和频率控制器集成于一体的芯片YT225产生的、并 被放大后的频率信号经发射线圈L2后,产生交变,兹场,并由发射线圈L2向空 中发射等状况产生交变磁场,并互感到供电端的发射线圈L2,发射线圈L2将接收线 圏L3产生的电磁波频率由所述芯片YT225的反馈? I脚发送给YT225中的频率 控制器,并由频率控制器反馈到YT225中的变频器,以实时调整发射线圈L2 产生的电磁频率,保证发射线圈L2产生的电磁频率与接收线圈L3产生的电磁 频率相等,使之达到共振。
实施例二
如图3所示,该电路是为直流负载提供电源的感应式供电装置,所述集成 芯片YT225的电源引脚连接在供电电阻R1和稳压管DW1之间,其接地引脚接 地,反馈引脚连接发射线圈L2的一端,发射线圈L2的另一端连接供电电阻R1 的另一端,稳压管DW1正极接地。
交流电经由电容C3滤波后连接到电阻R1与发射线圏L2的连接端,其中, 电容C3的一端接地。为实现滤波,在发射线圈L2两端也可以并联有滤波电容 C4。
将变频器、功率放大器和频率控制器集成于一体的芯片YT225产生的、并 被放大后的频率信号经发射线圈L2后,产生交变磁场,并由发射线圏L2向空 中发射出去,受电端接收线圈L3感应到发射线圏L2产生的交变磁场后,会根 据受电端负载状况,例如负载距离供电端的远近,受电端与供电端传输的介质 等状况产生交变》兹场,并互感到供电端的发射线圏L2,发射线圏L2将接收线 圈L3产生的电磁波频率由所述芯片YT225的反馈引脚发送给YT225中的频率 控制器,并由频率控制器反馈到YT225中的变频器,以实时调整发射线圈L2 产生的电磁频率,保证发射线圈L2产生的电磁频率与接收线圈L3产生的电磁 频率相等,使之达到共振。
受电端接收线圈L3产生的交流电经与接收线圈L3并联的电容C3滤波后, 由二极管DW2整流,将交流电变成直流电,并由电容C4进行滤波,稳压二核_ 管DW3进行稳压后,为直流负载,例如电池供电。
其中,二极管DW2正极连接电容C3的一端,负极连接并联的电容C4和稳 压二极管DW3的一端,电容C3的另 一端与并联的电容C4和稳压二极管DW3的另一端连接。
上述实施例中,受电端距离供电端发射线圈距离越远,其共振所需频率越 高,受电端距离供电端发射线圈距离越近,其共振所需频率越低。
受电端可以是一个受电装置,也可以是多个受电装置,即本实用新型所述 实施例提供的感应式供电装置可以同时为多个负载供电。只是当本实用新型所 述实施例提供的感应式供电装置为多个负载供电时,发射线圏将互感到的接收
率控制器,该频率控制器将接收到的多个电磁频率反馈给芯片YT225中的变频 器,变频器利用时间段原理,按照相应的接收时间段,逐个将实时频率通过发 射线圈分别发射,保证发射线圏产生的电磁频率与每个接收线圈产生的电磁频 率相等,使之达到每个接收线圏的共振。
综上所述,本实用新型所述感应式供电装置,通过增加变频器和其反馈作 用的频率控制器,使得供电端电磁波频率可以跟随受电端电磁波频率的变化而 实时自动调整,实现实时动态频率的共振。本实用新型所述感应式供电装置, 可以方便用户根据实际需要随时调整受电端与供电装置的距离,供电装置相应 的实时调整发射线圈的电磁波频率,以便最大效能的为受电端供电。提高了供 电效率,方便了用户的使用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型, 凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均 应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种感应式供电装置,其特征在于,包括变频器、功率放大器、发射线圈和频率控制器,变频器产生的频率信号由功率放大器功率放大后经发射线圈产生交变电磁场向外发射,受电端接收线圈感应到所述交变磁场后产生自身频率电磁场,并通过互感电磁场方式反馈给发射线圈,发射线圈将接收线圈的频率信号反馈给频率控制器以便控制变频器输出。
2、 根据权利要求l所述的感应式供电装置,其特征在于,所述频率控制器 由自动频率闭环电路组成。
3、 根据权利要求l所述的感应式供电装置,其特征在于,所述频率控制器 由锁相环电路。
4、 根据权利要求l所述的感应式供电装置,其特征在于,所述频率控制器 由包含微处理器的控制电路组成。
5、 根据权利要求l所述的感应式供电装置,其特征在于,所述变频器、功 率放大器和频率控制器集成于一体。
6、 根据权利要求5所述的感应式供电装置,其特征在于,所述变频器、功 率放大器和频率控制器集成于一体后组合成一单元件芯片。
7、 根据权利要求6所述的感应式供电装置,其特征在于,所述芯片包括接 收反馈和功率输出共同引脚、电源正极引脚和接地负电源引脚。
8、 根据权利要求7所述的感应式供电装置,其特征在于,所述接收反馈引 脚连接发射线圏的一端,所述电源引脚连接在串联的稳压管和供电电阻之间, 稳压管另一端接地,供电电阻另一端连接电源,并与所述发射线圈的另一端连 接。
9、 根据权利要求8所述的感应式供电装置,其特征在于,所述发射线圈并 联有滤波电容。
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