本發(fā)明屬于電氣領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)過程中的無線能量傳輸控制裝置。

背景技術(shù)：

無線能量傳輸目前在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。目前無線能量傳輸普遍用于固定位置的方式，因此應(yīng)用方式具有一定的束縛性。某些情況接收端是要實(shí)時(shí)移動(dòng)的，這就需要滿足這種無線能量傳輸?shù)姆绞胶涂刂品椒ā?/p>

目前移動(dòng)中的無線能量傳輸?shù)妮敵龆酥饕斜P式陣列或線性導(dǎo)軌式兩種方式。軌道式輸出端方式接收端的移動(dòng)路徑受軌道限制僅有一個(gè)自由度方向，適用于有軌電車等單一需求使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本較低。盤式陣列包括線性陣列和表面陣列，并且接收端次級(jí)線圈可旋轉(zhuǎn)，初級(jí)次級(jí)線圈之間距離可自適應(yīng)調(diào)節(jié)，最多存在四個(gè)自由度方向，移動(dòng)靈活。

目前國(guó)內(nèi)移動(dòng)過程中的無線能量傳輸基本處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，沒有一種適用于盤式陣列移動(dòng)過程中的無線能量傳輸控制方法，以達(dá)到節(jié)能準(zhǔn)確控制。若陣列數(shù)量比較大，勢(shì)必造成過多的電磁輻射和能量浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種移動(dòng)過程中的無線能量傳輸控制裝置，該裝置能夠達(dá)到無線能量傳輸?shù)木珳?zhǔn)控制和輸出。此裝置無需接收端向輸出端實(shí)時(shí)發(fā)送位置與運(yùn)動(dòng)信息，提高易用性并且節(jié)能。

一種移動(dòng)過程中的無線能量傳輸控制裝置，包括n路高頻逆變電路模塊、n個(gè)初級(jí)線圈、整流電路模塊、次級(jí)線圈、n路電流采樣電路、控制器；

整流電路模塊分別連接輸出負(fù)載和次級(jí)線圈，直流電源給n路高頻逆變電路模塊供電，一個(gè)高頻逆變電路模塊連接一個(gè)初級(jí)線圈，發(fā)射端的n個(gè)初級(jí)線圈構(gòu)成陣列覆蓋接收端次級(jí)線圈的移動(dòng)區(qū)域；高頻逆變電路模塊將直流電轉(zhuǎn)化為設(shè)定頻率的高頻交流電，高頻交流電通過初級(jí)線圈將能量轉(zhuǎn)化為交變磁場(chǎng)傳遞給次級(jí)線圈，次級(jí)線圈將交變磁場(chǎng)再轉(zhuǎn)化為高頻交流電，高頻交流電通過整流電路模塊轉(zhuǎn)化為直流電提供給輸出負(fù)載；電流采樣電路檢測(cè)高頻逆變電路模塊輸出的能量，并將檢測(cè)結(jié)果輸出至控制器，控制器根據(jù)電流采樣電路的檢測(cè)結(jié)果判斷接收端次級(jí)線圈的位置、移動(dòng)速度和移動(dòng)方向，控制器控制高頻逆變電路模塊的開啟和輸出頻率，進(jìn)而達(dá)到無線能量傳輸?shù)目刂坪洼敵觥?/p>

n個(gè)初級(jí)線圈構(gòu)成線性陣列時(shí)，當(dāng)某個(gè)電流采集電路檢測(cè)到輸出能量變高，則接收端次級(jí)線圈正在靠近電流采集電路對(duì)應(yīng)的發(fā)射端初級(jí)線圈，當(dāng)某個(gè)電流采集電路檢測(cè)到輸出能量變低，則接收端次級(jí)線圈正在遠(yuǎn)離電流采集電路對(duì)應(yīng)的的發(fā)射端初級(jí)線圈，當(dāng)某個(gè)電流采集電路檢測(cè)到輸出能量低于正常值，表示接收端次級(jí)線圈不在電流采集電路對(duì)應(yīng)的發(fā)射端初級(jí)線圈區(qū)域，控制器在線性陣列上通過判斷相鄰發(fā)射端初級(jí)線圈輸出能量，預(yù)判出接收端次級(jí)線圈的位置和運(yùn)動(dòng)方向，并開啟相應(yīng)區(qū)域的高頻逆變電路模塊并關(guān)閉陣列上其余的高頻逆變電路模塊。

n個(gè)初級(jí)線圈構(gòu)成表面陣列時(shí)，進(jìn)行區(qū)域面積的檢測(cè)和控制，當(dāng)區(qū)域內(nèi)某一高頻逆變電路模塊相應(yīng)的電流采集電路檢測(cè)到輸出能量變高，則接收端次級(jí)線圈向該方向運(yùn)動(dòng)，控制器再控制表面陣列中接收端次級(jí)線圈即將達(dá)到區(qū)域的高頻逆變電路模塊的開啟，關(guān)閉電流采集電路檢測(cè)到輸出能量降低超過正常值相應(yīng)高頻逆變電路模塊。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)所設(shè)計(jì)移動(dòng)中的控制方法簡(jiǎn)單可靠，易于控制；

(2)提高無線能量傳輸在移動(dòng)過程中使用的適應(yīng)能力，滿足不同條件下的使用；

(3)實(shí)現(xiàn)無線能量傳輸?shù)木珳?zhǔn)控制和輸出，無需接收端向輸出端實(shí)時(shí)發(fā)送位置與運(yùn)動(dòng)信息；

(4)可達(dá)到減少電磁輻射、節(jié)能的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種移動(dòng)過程中的無線能量傳輸控制裝置的電路原理圖；

圖2是本發(fā)明提供的一種表面陣列移動(dòng)過程中的無線能量傳輸控制裝置的運(yùn)動(dòng)圖示。

圖中：

1-輸出負(fù)載2-整流電路模塊3-次級(jí)線圈

4-初級(jí)線圈5-高頻逆變電路模塊6-盤式陣列

7-控制器8-電流采集電路9-直流電源

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

一種移動(dòng)過程中的無線能量傳輸控制裝置，如圖1所示，包括n路高頻逆變電路模塊5、n個(gè)初級(jí)線圈4、整流電路模塊2、次級(jí)線圈3、n路電流采樣電路8、控制器7；

n個(gè)初級(jí)線圈4、n路高頻逆變電路模塊5、n路電流采樣電路8一一對(duì)應(yīng)，并且構(gòu)成盤式陣列6。

無線能量傳輸控制裝置通過與高頻逆變電路模塊相應(yīng)的電流采樣模塊的反饋信息判斷無線能量傳輸接收端次級(jí)線圈的位置、移動(dòng)速度和移動(dòng)方向；并由此判斷無線能量傳輸高頻逆變模塊的開啟和關(guān)閉；以此達(dá)到無線能量傳輸?shù)木珳?zhǔn)控制和輸出；

直流電源9給n路高頻逆變電路模塊5供電，

高頻逆變電路模塊5用于將直流電轉(zhuǎn)化為設(shè)定頻率的高頻交流電，高頻交流電通過初級(jí)線圈4將能量轉(zhuǎn)化為交變磁場(chǎng)傳遞給次級(jí)線圈3，次級(jí)線圈3將交變磁場(chǎng)再轉(zhuǎn)化為高頻交流電，高頻交流電通過整流電路模塊2轉(zhuǎn)化為直流電提供給輸出負(fù)載1；

高頻逆變電路模塊5和發(fā)射端初級(jí)線圈4構(gòu)成陣列覆蓋接收端次級(jí)線圈3的移動(dòng)區(qū)域；

控制器7用于控制高頻逆變電路模塊5的開啟和輸出頻率，高頻逆變電路模塊5附屬的電流采集模塊8用于檢測(cè)能量的輸出情況并將信息反饋給控制器7；

盤式陣列中某個(gè)電流采集電路7檢測(cè)到輸出能量變高表示接收端次級(jí)線圈3正在靠近相應(yīng)的發(fā)射端初級(jí)線圈4；某個(gè)電流采集電路8檢測(cè)到輸出能量變低表示接收端次級(jí)線圈3正在遠(yuǎn)離相應(yīng)的發(fā)射端初級(jí)線圈4；某個(gè)電流采集電路8檢測(cè)到輸出能量過低表示接收端次級(jí)線圈3不在相應(yīng)的發(fā)射端初級(jí)線圈4區(qū)域；

控制器7通過以上方式判定接收端次級(jí)線圈3的位置和運(yùn)動(dòng)方向，在線性陣列上通過判斷相鄰發(fā)射端初級(jí)線圈4輸出能量的情況就可以預(yù)判出接收端次級(jí)線圈3的位置和運(yùn)動(dòng)方向，并根據(jù)相應(yīng)情況開啟相應(yīng)區(qū)域的高頻逆變電路模塊5并關(guān)閉陣列上其余的高頻逆變電路模塊5；

表面陣列可通過與線性陣列類似的方式預(yù)判出接收端次級(jí)線圈3的位置和運(yùn)動(dòng)方向，將線性區(qū)域段變?yōu)橐粋€(gè)區(qū)域面積的檢測(cè)和控制，控制器7再控制表面陣列中高頻逆變電路模塊5的開啟和關(guān)閉。

本發(fā)明中，所述的控制器控制高頻逆變電路模塊開啟時(shí)，高頻逆變電路模塊將直流電轉(zhuǎn)化為設(shè)定頻率的高頻交流電，高頻交流電通過初級(jí)線圈將能量轉(zhuǎn)化為交變磁場(chǎng)傳遞給次級(jí)線圈，次級(jí)線圈將交變磁場(chǎng)再轉(zhuǎn)化為高頻交流電，高頻交流電通過整流電路模塊轉(zhuǎn)化為直流電提供給輸出端。

如圖1所示當(dāng)接收端次級(jí)線圈向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，高頻逆變電路模塊1相應(yīng)的電流采集電路1檢測(cè)到輸出能量變低，高頻逆變電路模塊2相應(yīng)的電流采集電路2檢測(cè)到輸出能量較大，高頻逆變電路模塊3相應(yīng)的電流采集電路3檢測(cè)到輸出能量變高?？刂破骷纯筛鶕?jù)電流采集電路回饋信息判斷出輸出端位置、運(yùn)動(dòng)的方向和運(yùn)動(dòng)速度。

所述的控制器根據(jù)判斷開啟輸出端次級(jí)線圈即將到達(dá)的輸出端初級(jí)線圈4相關(guān)的高頻逆變電路4，之后關(guān)閉電流采集電路1檢測(cè)到輸出能量降低到過低時(shí)的相關(guān)的高頻逆變電路模塊1。

如圖1所示當(dāng)接收端次級(jí)線圈改變方向與圖反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，高頻逆變電路模塊1相應(yīng)的電流采集電路1檢測(cè)到輸出能量變低后變高，高頻逆變電路模塊2相應(yīng)的電流采集電路2檢測(cè)到輸出能量較大，高頻逆變電路模塊3相應(yīng)的電流采集電路3檢測(cè)到輸出能量變高后變低。控制器即可根據(jù)電流采集電路回饋信息判斷出輸出端換向。

如圖1所示當(dāng)高頻逆變電路模塊相應(yīng)的電流采集電路檢測(cè)到輸出能量沒有變化時(shí)，表示接收端次級(jí)線圈停止運(yùn)動(dòng)。

如圖2所示的表面陣列可通過與線性陣列類似的方式預(yù)判出接收端次級(jí)線圈的位置和運(yùn)動(dòng)方向，將線性區(qū)域段變?yōu)橐粋€(gè)區(qū)域面積的檢測(cè)和控制，當(dāng)區(qū)域內(nèi)某一高頻逆變電路模塊相應(yīng)的電流采集電路檢測(cè)到輸出能量變高最明顯說明接收端次級(jí)線圈向該方向運(yùn)動(dòng)，控制器再控制表面陣列中接收端次級(jí)線圈即將達(dá)到區(qū)域的高頻逆變電路模塊的開啟。關(guān)閉電流采集電路檢測(cè)到輸出能量降低到過低的相應(yīng)高頻逆變電路模塊。