專利名稱：一種磁耦合共振式無線電能傳輸系統的頻率跟蹤控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電氣設備及電氣工程領域，特別涉及到一種磁耦合共振式無線電 能傳輸系統的頻率跟蹤控制裝置。
背景技術：
利用電磁共振耦合來實現無線電能傳輸是一種新興的無線電能傳輸方案。這種 傳輸技術的特點是不具有敏感的方向性，傳輸距離為10cm 5m,可穿越非磁性物質傳輸能 量；只有相同頻率的諧振耦合體傳輸消耗能量，因此這種形式的電能傳輸具有高效率傳輸 的優點。但該技術在實際應用中有著局限性，即隨著傳輸距離的改變系統的傳輸效率難以 控制在最大狀態。不少研究人員提出通過改變系統參數，比如共振線圈直徑，諧振電容大 小，負載大小等方法來提高系統的傳輸效率。然而實際應用中對于固定的設備，系統的線圈 參數、諧振電容大小、負載大小都基本不再改變，因此改變系統參數的方法難以在實際應用 中實現。另有研究發現，諧振耦合電能無線傳輸系統的傳輸效率與距離的3次方成反比， 說明系統的傳輸效率對距離的變化較敏感，而無線輸電系統的負載一般情況下是移動設備 或終端，傳輸的距離存在一定的不定性，如何確保傳輸距離在一定的范圍內變化時傳輸系 統可以高效率工作是現今社會要解決的主要問題。綜上所述，針對現有技術的缺陷，特別需要一種磁耦合共振式無線電能傳輸系統 的頻率跟蹤控制裝置，以解決以上提到的問題。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種磁耦合共振式無線電能傳輸系統的頻率跟蹤控 制裝置，通過采用特殊的結構設計，從而實現本實用新型的目的。本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現—種磁耦合共振式無線電能傳輸系統的頻率跟蹤控制裝置，主體為鎖相環閉環控 制系統，其特征在于，所述鎖相環閉環控制系統包括依次串聯的電流互感器、相位補償比較 器、鎖相環和PWM驅動器。在本實用新型的一個實施例中，所述電流互感器連接發射諧振回路，PWM驅動器連 接并上位控制主電路開關管。本實用新型的有益效果在于結構和原理簡單，實時性和實用性高。
圖1為本實用新型所述的頻率跟蹤控制裝置的結構框圖。
具體實施方式
為使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式
，進一步闡述本實用新型。如圖I所示，本實用新型所述的一種磁耦合共振式無線電能傳輸系統的頻率跟蹤 控制裝置，主體為鎖相環閉環控制系統，其特征在于，所述鎖相環閉環控制系統包括依次串 聯的電流互感器、相位補償比較器、鎖相環和PWM驅動器。所述電流互感器連接發射諧振回 路，PWM驅動器連接并上位控制主電路開關管。本實用新型的工作原理如下當發射裝置與接收裝置距離改變時，會影響發射天 線和接收天線之間的耦合系數，由于反射阻抗的干擾致使諧振頻率改變，驅動回路中的電 流與電壓之間會有相位差產生，系統失諧，傳輸效率降低。此時頻率跟蹤部分的工作原理如 下電流互感器檢測發射諧振回路的電流，所檢測的電流被轉換為信號電壓差％。Vtl經差分 放大后得到V1相位，將其進行補償以后與輸入端電壓的相位進行比較，一旦系統失諧二者 必定有相位差產生，比較結果會得到％。對V1進行相位補償，并與參考電壓比較，得到與發 射回路諧振頻率一致的脈沖電壓V2。V2輸入到鎖相環，鎖相環輸出一個與V2頻率相同的脈 沖到PWM驅動器，控制主電路開關管的通斷，從而使開關頻率跟隨LC諧振耦合頻率變化，實 現對發射回路的頻率跟蹤控制。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型 要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1. 一種磁耦合共振式無線電能傳輸系統的頻率跟蹤控制裝置，主體為鎖相環閉環控 制系統，其特征在于，所述鎖相環閉環控制系統包括依次串聯的電流互感器、相位補償比較 器、鎖相環和PWM驅動器。
2.根據權利要求1所述的一種磁耦合共振式無線電能傳輸系統的頻率跟蹤控制裝置， 其特征在于，所述電流互感器連接發射諧振回路，？麗驅動器連接并上位控制主電路開關 管。
專利摘要本實用新型公開了一種磁耦合共振式無線電能傳輸系統的頻率跟蹤控制裝置，主體為鎖相環閉環控制系統，其特征在于，所述鎖相環閉環控制系統包括依次串聯的電流互感器、相位補償比較器、鎖相環和PWM驅動器。當發射裝置與接收裝置距離改變時，會影響發射天線和接收天線之間的耦合系數，由于反射阻抗的干擾致使諧振頻率改變，驅動回路中的電流與電壓之間會有相位差產生，系統失諧，傳輸效率降低。此時鎖相環閉環控制系統便會控制開關頻率跟隨LC諧振耦合頻率變化，實現對發射回路的頻率跟蹤控制。
文檔編號H02J17/00GK202444333SQ20122005947
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月22日 優先權日2012年2月22日
發明者孟祥成, 徐賀騰, 牛王強 申請人:上海海事大學