CN202444333U - 一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置，主体为锁相环闭环控制系统，其特征在于，所述锁相环闭环控制系统包括依次串联的电流互感器、相位补偿比较器、锁相环和PWM驱动器。当发射装置与接收装置距离改变时，会影响发射天线和接收天线之间的耦合系数，由于反射阻抗的干扰致使谐振频率改变，驱动回路中的电流与电压之间会有相位差产生，系统失谐，传输效率降低。此时锁相环闭环控制系统便会控制开关频率跟随LC谐振耦合频率变化，实现对发射回路的频率跟踪控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气设备及电气工程领域，特别涉及到一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置。
背景技术
利用电磁共振耦合来实现无线电能传输是一种新兴的无线电能传输方案。这种传输技术的特点是不具有敏感的方向性，传输距离为10cm～5m，可穿越非磁性物质传输能量；只有相同频率的谐振耦合体传输消耗能量，因此这种形式的电能传输具有高效率传输的优点。但该技术在实际应用中有着局限性，即随着传输距离的改变系统的传输效率难以控制在最大状态。不少研究人员提出通过改变系统参数，比如：共振线圈直径，谐振电容大小，负载大小等方法来提高系统的传输效率。然而实际应用中对于固定的设备，系统的线圈参数、谐振电容大小、负载大小都基本不再改变，因此改变系统参数的方法难以在实际应用中实现。
另有研究发现，谐振耦合电能无线传输系统的传输效率与距离的3次方成反比，说明系统的传输效率对距离的变化较敏感，而无线输电系统的负载一般情况下是移动设备或终端，传输的距离存在一定的不定性，如何确保传输距离在一定的范围内变化时传输系统可以高效率工作是现今社会要解决的主要问题。
综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置，以解决以上提到的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置，通过采用特殊的结构设计，从而实现本实用新型的目的。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置，主体为锁相环闭环控制系统，其特征在于，所述锁相环闭环控制系统包括依次串联的电流互感器、相位补偿比较器、锁相环和PWM驱动器。
在本实用新型的一个实施例中，所述电流互感器连接发射谐振回路，PWM驱动器连接并上位控制主电路开关管。
本实用新型的有益效果在于：结构和原理简单，实时性和实用性高。
附图说明
图1为本实用新型所述的频率跟踪控制装置的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，本实用新型所述的一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置，主体为锁相环闭环控制系统，其特征在于，所述锁相环闭环控制系统包括依次串联的电流互感器、相位补偿比较器、锁相环和PWM驱动器。所述电流互感器连接发射谐振回路，PWM驱动器连接并上位控制主电路开关管。
本实用新型的工作原理如下：当发射装置与接收装置距离改变时，会影响发射天线和接收天线之间的耦合系数，由于反射阻抗的干扰致使谐振频率改变，驱动回路中的电流与电压之间会有相位差产生，系统失谐，传输效率降低。此时频率跟踪部分的工作原理如下：电流互感器检测发射谐振回路的电流，所检测的电流被转换为信号电压差V0。V0经差分放大后得到V1相位，将其进行补偿以后与输入端电压的相位进行比较，一旦系统失谐二者必定有相位差产生，比较结果会得到V1。对V1进行相位补偿，并与参考电压比较，得到与发射回路谐振频率一致的脉冲电压V2。V2输入到锁相环，锁相环输出一个与V2频率相同的脉冲到PWM驱动器，控制主电路开关管的通断，从而使开关频率跟随LC谐振耦合频率变化，实现对发射回路的频率跟踪控制。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置，主体为锁相环闭环控制系统，其特征在于，所述锁相环闭环控制系统包括依次串联的电流互感器、相位补偿比较器、锁相环和PWM驱动器。
2.根据权利要求1所述的一种磁耦合共振式无线电能传输系统的频率跟踪控制装置，其特征在于，所述电流互感器连接发射谐振回路，PWM驱动器连接并上位控制主电路开关管。
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104052161A (zh) * | 2013-03-12 | 2014-09-17 | 海尔集团公司 | 适应多负载动态切换的无线电能传输系统 |
| CN104716752A (zh) * | 2015-04-12 | 2015-06-17 | 湖南大学 | 一种感应电能传输控制装置及其控制方法 |
| CN104993619A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-10-21 | 湖南文理学院 | 提高无线电能传输系统频率漂移时工作效率的方法和装置 |
| CN105226845A (zh) * | 2014-05-27 | 2016-01-06 | 松下知识产权经营株式会社 | 送电装置以及无线电力传输系统 |
| CN105656216A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 丰田自动车株式会社 | 电力发送装置 |
| US9590525B2 (en) | 2014-07-03 | 2017-03-07 | Eaton Capital | Wireless power transfer systems using load feedback |
| CN106816967A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-09 | 武汉大学 | 用于无人机动态无线续航的共振耦合系统及动态充电方法 |
| CN107533116A (zh) * | 2015-04-24 | 2018-01-02 | 皇家飞利浦有限公司 | 多通道发送/接收射频(rf)系统 |
| US9979205B2 (en) | 2015-08-18 | 2018-05-22 | Eaton Capital Unlimited Company | Methods and circuits configured to provide for multi-phase wireless power transfer |
| US9984815B2 (en) | 2014-12-22 | 2018-05-29 | Eaton Capital Unlimited Company | Wireless power transfer apparatus and power supplies including overlapping magnetic cores |
| US10038324B2 (en) | 2015-01-06 | 2018-07-31 | Eaton Intelligent Power Limited | Methods, circuits and articles of manufacture for controlling wireless power transfer responsive to controller circuit states |
| CN108551341A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-09-18 | 上海顺久电子科技有限公司 | 一种锁相环装置及锁相环电路的补偿方法 |
| US10116144B2 (en) | 2015-05-22 | 2018-10-30 | Eaton Intelligent Power Limited | Wireless power transfer apparatus using enclosures with enhanced magnetic features and methods of fabricating the same |
| US10116230B2 (en) | 2013-12-30 | 2018-10-30 | Eaton Capital Unlimited Company | Methods, circuits and articles of manufacture for configuring DC output filter circuits |
| CN108808888A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-13 | 深圳市汇森无线传输有限公司 | 一种无线充电系统及其共振补偿分流方法 |
| WO2020001207A1 (zh) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | 华为技术有限公司 | 一种检测无线充电系统中金属异物的装置、设备及方法 |
| US11990766B2 (en) | 2019-07-02 | 2024-05-21 | Eaton Intelligent Power Limited | Wireless power transfer apparatus with radially arrayed magnetic structures |
-
2012
- 2012-02-22 CN CN2012200594769U patent/CN202444333U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014139287A1 (zh) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | 海尔集团公司 | 适应多负载动态切换的无线电能传输系统 |
| CN104052161A (zh) * | 2013-03-12 | 2014-09-17 | 海尔集团公司 | 适应多负载动态切换的无线电能传输系统 |
| US10116230B2 (en) | 2013-12-30 | 2018-10-30 | Eaton Capital Unlimited Company | Methods, circuits and articles of manufacture for configuring DC output filter circuits |
| CN105226845B (zh) * | 2014-05-27 | 2018-12-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 送电装置、无线电力传输系统以及异物检测方法 |
| CN105226845A (zh) * | 2014-05-27 | 2016-01-06 | 松下知识产权经营株式会社 | 送电装置以及无线电力传输系统 |
| US9590525B2 (en) | 2014-07-03 | 2017-03-07 | Eaton Capital | Wireless power transfer systems using load feedback |
| CN105656216B (zh) * | 2014-11-28 | 2019-04-16 | 丰田自动车株式会社 | 电力发送装置 |
| CN105656216A (zh) * | 2014-11-28 | 2016-06-08 | 丰田自动车株式会社 | 电力发送装置 |
| US10978244B2 (en) | 2014-12-22 | 2021-04-13 | Eaton Intelligent Power Limited | Wireless power transfer apparatus and power supplies including overlapping magnetic cores |
| US9984815B2 (en) | 2014-12-22 | 2018-05-29 | Eaton Capital Unlimited Company | Wireless power transfer apparatus and power supplies including overlapping magnetic cores |
| US10038324B2 (en) | 2015-01-06 | 2018-07-31 | Eaton Intelligent Power Limited | Methods, circuits and articles of manufacture for controlling wireless power transfer responsive to controller circuit states |
| CN104716752A (zh) * | 2015-04-12 | 2015-06-17 | 湖南大学 | 一种感应电能传输控制装置及其控制方法 |
| CN107533116A (zh) * | 2015-04-24 | 2018-01-02 | 皇家飞利浦有限公司 | 多通道发送/接收射频(rf)系统 |
| CN107533116B (zh) * | 2015-04-24 | 2021-07-06 | 皇家飞利浦有限公司 | 多通道发送/接收射频(rf)系统 |
| US10116144B2 (en) | 2015-05-22 | 2018-10-30 | Eaton Intelligent Power Limited | Wireless power transfer apparatus using enclosures with enhanced magnetic features and methods of fabricating the same |
| CN104993619A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-10-21 | 湖南文理学院 | 提高无线电能传输系统频率漂移时工作效率的方法和装置 |
| US9979205B2 (en) | 2015-08-18 | 2018-05-22 | Eaton Capital Unlimited Company | Methods and circuits configured to provide for multi-phase wireless power transfer |
| CN106816967B (zh) * | 2017-03-29 | 2019-08-20 | 武汉大学 | 用于无人机动态无线续航的共振耦合系统及动态充电方法 |
| CN106816967A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-09 | 武汉大学 | 用于无人机动态无线续航的共振耦合系统及动态充电方法 |
| CN108551341A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-09-18 | 上海顺久电子科技有限公司 | 一种锁相环装置及锁相环电路的补偿方法 |
| CN108808888A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-13 | 深圳市汇森无线传输有限公司 | 一种无线充电系统及其共振补偿分流方法 |
| WO2020001207A1 (zh) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | 华为技术有限公司 | 一种检测无线充电系统中金属异物的装置、设备及方法 |
| US11870275B2 (en) | 2018-06-25 | 2024-01-09 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting metal foreign matter in wireless charging system, and device |
| US11990766B2 (en) | 2019-07-02 | 2024-05-21 | Eaton Intelligent Power Limited | Wireless power transfer apparatus with radially arrayed magnetic structures |
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