CN104810907B - 一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置 - Google Patents
一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104810907B CN104810907B CN201510264384.2A CN201510264384A CN104810907B CN 104810907 B CN104810907 B CN 104810907B CN 201510264384 A CN201510264384 A CN 201510264384A CN 104810907 B CN104810907 B CN 104810907B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electric capacity
- audion
- rechargeable battery
- resistance
- electrically connected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000007600 charging Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100112673 Rattus norvegicus Ccnd2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H02J7/025—
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明是一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置，其特点是，包括：发射装置与充电装置信号连接，发射装置包括直流电源、信号发生器电路、高频功率放大器电路和发射线圈，直流电源分别与信号发生器电路、高频功率放大器电路电连接，信号发生器电路与高频功率放大器电路电连接，高频功率放大器电路与发射线圈电连接；充电装置包括：接收线圈、单相桥式整流滤波电路和充电电池，接收线圈与单相桥式整流滤波电路电连接，单相桥式整流滤波电路与充电电池电连接。具有使用方便，维护简单，可靠性高等优点，适用于电动轮椅充电电池充电时使用。
Description
技术领域
本发明涉及充电装置，是一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置。
背景技术
目前电动轮椅主要使用充电电池进行供电，以进行各种必要的动作。传统的充电方式是通过导线连接对电池进行充电，虽然该方式可以满足用户的需求,但对使用轮椅的特殊人群而言需要经常地对导线进行插拔用来充电，给用户造成不便。而釆用无线充电不但可以避免频繁的插拔电源，解决充电导线的杂乱放置，而且充电设备与电源分离,降低了危险系数,极大的方便了特殊人群的生活。
无线电能传输主要包括电磁感应耦合式、辐射式和磁耦合谐振式三种方式，各有优缺点。磁耦合谐振式无线充电技术作为无线充电的一种崭新方式，在发射端附近空间产生高频的交变电磁场，而接收端接收电磁能，得到高频交流电压，可实现中远距离的电能传输。该技术被美国《技术评论》杂志列为未来十大科研方向之一，属前沿性技术。迄今，未见有关电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置的文献报道和实际应用。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的不足，对现有的单一功能电路进行有机的组合和创新，提供一种使用方便，维护简单，可靠性高的电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置。
实现发明目的采用的技术方案是，一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置，其特征是，它包括：发射装置与充电装置信号连接，所述发射装置包括直流电源、信号发生器电路、高频功率放大器电路和发射线圈，直流电源分别与信号发生器电路、高频功率放大器电路电连接，为信号发生器电路和高频功率放大器电路提供电压，信号发生器电路与高频功率放大器电路电连接，高频功率放大器电路与发射线圈电连接；所述充电装置包括：接收线圈、单相桥式整流滤波电路和充电电池，接收线圈与单相桥式整流滤波电路电连接，单相桥式整流滤波电路与充电电池发射装置电连接。
所述高频信号发生器电路包括：电阻R1~R3、电容C1~C3、三极管Q1和晶振X1电连接。
所述功率放大器电路包括：功率三级管Q2~Q3、电容C4~C10、电感L1~L2、可调电阻R4和磁环D电连接。
所述单相桥式整流滤波电路包括：瞬态抑制二极管TVS1、整流二极管D1~D4、滤波电容C13~C15和电阻R5电连接。
本发明的一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置的直流电源通过信号发生器电路得到高频正弦交流信号，然后由高频功率放大器电路对交流信号进行功率放大，供给发射线圈使产生谐振，生成高频交变电磁场，接收线圈通过与发射线圈耦合谐振接收无线电磁能，最后，单相桥式整流滤波电路对接收线圈的高频交流电进行整流滤波，从而得到直流电对充电电池充电。具有使用方便，维护简单，可靠性高，适用于电动轮椅充电电池充电时使用等优点。
图1是本发明的一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置结构框图；
图2是图1中信号发生器电路原理图；
图3是图1中高频功率放大器电路原理图；
图4是图1中发射线圈与接收线圈电路原理图；
图5是图1中单相桥式整流滤波电路图；
图6是实施例1的一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置安装位置示意图；
图7为图6的左视示意图；
图8是实施例2的一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置安装位置示意图。
图中：1充电电池，2充电装置，3地面，4发射装置，5墙壁，6信号发生器电路，7高频功率放大器电路，8发射线圈，9接收线圈，10单相桥式整流滤波电路，11直流电源。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的说明。
参照图1-图6，本发明一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置，包括：发射装置4与充电装置2信号连接，所述发射装置包括直流电源11、信号发生器电路6、高频功率放大器电路7和发射线圈8，直流电源11分别与信号发生器电路6、高频功率放大器电路7电连接，为信号发生器电路6和高频功率放大器电路7提供电能，信号发生器电路6与高频功率放大器电路7电连接，高频功率放大器电路7与发射线圈8电连接；所述充电装置2包括：接收线圈9、单相桥式整流滤波电路10和充电电池1，接收线圈9与单相桥式整流滤波电路10电连接，单相桥式整流滤波电路10与充电电池发射装置电连接。发射装置和充电装置分别由碳纤维材质进行封装。直流电源11输出为12V直流电，供给信号发生器电路6和高频功率放大器电路7直流电压，以及对电动轮椅电池提供电能。直流电源需将市电220V交流电进行变压整流从而输出稳定的12V直流电压。
参照图2，信号发生器电路6为微型可调信号发生电路，将直流电产生高频交流电，其波形为高频正弦信号波，频率为10MHz左右，输出电压值符合所需装置的电压需求，包括电阻R1~R3、电容C1~C3、三极管Q1、晶振X1电连接。所述的电阻R1，电容C2，C3一端接直流电源11正极；电阻R1和电容C2的另一端接晶振X1；电阻R1和R2一端接三极管Q1的基极；电阻R2、R3、电容C1和C3的一端接直流电源11负极；电阻R3和电容C1的另一端接三极管Q1的发射极；电容C2的另一端接三极管Q1的集电极；电容C3和三极管Q1分别接输出端Vout1+和Vout1-。
参照图3，高频功率放大器电路7将功率进行放大，以提供给充电电池1足够的功率，包括功率三极管Q2~Q3、电容C4~C10、电感L1~L2、可调电阻R4和磁环D。所述的三极管Q2的基极和发射极分别与信号发生器的输出端Vout1+和Vout1-连接。电感L1、L2、电容C6~C10的一端共同连接直流电源11的正极；三极管Q2、Q3发射极、电阻R4、电容C4、C6~C10的另一端共同连接直流电源的负极；电感L1、电容C4、C5的一端连接三极管Q2的集电极；电容C5、磁环D的一端连接三极管Q3的基极；磁环D与电阻R4连接；电感L2和发射线圈8连接三极管Q3的集电极。
参照图4，发射线圈8用来发射电磁能，由绕制在绝缘材料上的铜线L3及可变电容C11组成。铜线及可变电容C11的一端Vin1+与三极管Q3的集电极连接，铜线及可变电容C11的另一端Vin1-接地。接收线圈9用来接收电磁能，由绕制在绝缘材料上的铜线L4及可变电容C12组成。铜线L3及可变电容C11的两端分别接输出端Vout2+和Vout2-。
参照图5，单相桥式整流滤波电路10将接收线圈9的高频交流电压进行整流、滤波，包括瞬态抑制二极管TVS1、整流二极管D1~D4、滤波电容C13~C15、电阻R5组成。所述瞬态抑制二极管TVS1的两端分别和输入端Vin2+和Vin2-；所述的整流二极管D1~D4，D1的正极与D4的负极相连接到输入端Vin2+，D2的负极与D3的正极相连，接到输入端Vin2-，D1的负极与D3的负极相连接到滤波电容C13的正极，D2的正极与D4的正极相连，接到滤波电容C13的负极；电阻R5的两端分别接滤波电容C13、C14的正极；电容C15的一端与电容C14的正极相连接到输出Vout3+，电容C15的另一端与电容C13、C14的负极相连接到输出Vout3-；输出端Vout3+和Vout3-即可接充电电池1进行充电。
参照图6和图7，实施例1的一种安装方式为发射装置4放置于室内地面3上，发射装置4通过连接220V交流电进行工作，并由LED灯显示工作状态；充电装置2置于电动轮椅的底部，充电装置2输出可供充电电池1充电的直流电压。
参照图8，实施例2的另一种安装方式为发射装置4置于室内的墙壁5上，由220V交流电电源插座进行供电，并由LED灯显示工作状态，而充电装置2位于电动轮椅侧面，两者平行，充电装置2输出可供充电电池1充电的直流电压。
本发明的一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置的工作过程是，直流电源11通过信号发生器电路6得到高频正弦交流信号，然后由高频功率放大器电路7对交流信号进行功率放大，供给发射线圈8使产生谐振，生成高频交变电磁场，接收线圈9通过与发射线圈8耦合谐振接收无线电磁能。最后，单相桥式整流滤波电路10对接收线圈9的高频交流电进行整流滤波，从而得到直流电对充电电池1充电。具有使用方便，维护简单，可靠性高等优点，适用于电动轮椅充电电池充电时使用。
Claims (1)
1.一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置，它包括：发射装置与充电装置信号连接，所述发射装置包括直流电源、信号发生器电路、高频功率放大器电路和发射线圈，直流电源分别与信号发生器电路、高频功率放大器电路电连接，为信号发生器电路和高频功率放大器电路提供电源，信号发生器电路与高频功率放大器电路电连接，高频功率放大器电路与发射线圈电连接；所述充电装置包括：接收线圈、单相桥式整流滤波电路和充电电池，接收线圈与单相桥式整流滤波电路电连接，单相桥式整流滤波电路与充电电池电连接，其特征是，所述信号发生器电路包括电阻R1~R3、电容C1~C3、三极管Q1、晶振X1电连接，所述的电阻R1一端、电容C2一端、电容C3一端共同连接直流电源正极；电容C3另一端接直流电源负极；电阻R1的另一端连接晶振X1的一端；电容C2的另一端连接晶振X1的另一端；电阻R1的另一端连接到三极管Q1的基极；电阻R2的一端接三极管Q1的基极，电阻R2的另一端接直流电源负极；电阻R3的一端接三极管Q1的发射极，电阻R3的另一端接直流电源负极；电容C1的一端接三极管Q1的发射极，电容C1的另一端接直流电源负极；电容C2的另一端接三极管Q1的集电极；直流电源正极为输出端Vout1+；三极管Q1的集电极为输出端Vout1-；所述高频功率放大器电路包括功率三极管Q2~Q3、电容C4~C10、电感L1~L2、可调电阻R4和磁环D电连接，所述三极管Q2的基极与信号发生器的输出端Vout1+电连接，所述的三极管Q2的发射极与信号发生器的输出端Vout1-电连接；电感L1的一端、电感L2的一端、电容C6~C10的一端共同连接直流电源的正极；三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极、可调电阻R4的一端、电容C4的一端、电容C6~C10的另一端共同连接直流电源的负极；电感L1的另一端、电容C4的另一端、电容C5的一端共同连接三极管Q2的集电极；电感L2的另一端接三极管Q3的集电极；磁环D与可调电阻R4串联连接，磁环D的一端连接电阻R4的另一端，磁环D的另一端连接三极管Q3的基极；电容C5的一端接三极管Q2的集电极，电容C5的另一端接三极管Q3的基极；三极管Q3的集电极连接发射线圈一端，直流电源的负极连接发射线圈另一端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510264384.2A CN104810907B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510264384.2A CN104810907B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104810907A CN104810907A (zh) | 2015-07-29 |
| CN104810907B true CN104810907B (zh) | 2017-05-17 |
Family
ID=53695503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510264384.2A Expired - Fee Related CN104810907B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104810907B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105554939B (zh) * | 2015-12-27 | 2019-02-26 | 国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司 | 一种含ups模块的led全封闭无线供电装置 |
| CN108408792B (zh) * | 2018-03-14 | 2019-11-29 | 雷超 | 有环保功能的污水处理设备 |
| CN108163920B (zh) * | 2018-03-14 | 2019-09-27 | 雷超 | 污水处理装置 |
| CN108408816B (zh) * | 2018-03-14 | 2019-09-27 | 雷超 | 具有除异味的污水处理*** |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101478290A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-07-08 | 锐迪科微电子（上海）有限公司 | 提高多级功率放大器电路线性度的方法及其电路 |
| JP4894894B2 (ja) * | 2009-07-22 | 2012-03-14 | Ｔｄｋ株式会社 | ワイヤレス給電装置およびワイヤレス電力伝送システム |
| CN102185388A (zh) * | 2011-04-25 | 2011-09-14 | 东北电力大学 | 开启式超级电容储能的线路感应取能瞬时大功率电源 |
| CN102510116A (zh) * | 2011-11-09 | 2012-06-20 | 天津工业大学 | 电动车智能在线充电*** |
| CN103595113A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-02-19 | 天津工业大学 | 一种采用无线充电的智能充电器 |
-
2015
- 2015-05-22 CN CN201510264384.2A patent/CN104810907B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104810907A (zh) | 2015-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104810907B (zh) | 一种电动轮椅充电电池的磁耦合谐振式无线电能充电装置 | |
| CN202634312U (zh) | 锂电专用型逆变电源 | |
| CN201699598U (zh) | 一种开关电源适配器 | |
| CN102315679B (zh) | 带保护电路的快速充电电路 | |
| CN110611359A (zh) | 一种通过副边补偿网络切换实现单管逆变恒流恒压无线充电的装置及方法 | |
| CN106487105B (zh) | 一种变线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输装置 | |
| CN202218052U (zh) | 带保护电路的快速充电装置 | |
| CN108565990A (zh) | 一种具有恒流输出特性的无线电能传输装置 | |
| WO2018188267A1 (zh) | 基于无线接收的电能转换装置 | |
| CN205123425U (zh) | 一种小功率无线供电*** | |
| CN105896692A (zh) | 一种基于无线能量传输技术的植入式医疗设备充电*** | |
| CN201204235Y (zh) | 电磁感应手机充电器 | |
| CN205595905U (zh) | 双功能可调的无线电能传输装置 | |
| CN214069676U (zh) | 一种集成型智能开关的无线供电*** | |
| CN102820786A (zh) | 一种单端谐振电源装置 | |
| CN202256470U (zh) | 可增强带电显示信号的高压带电显示装置 | |
| CN208386255U (zh) | 一种具有恒流输出特性的无线电能传输装置 | |
| CN202256466U (zh) | 单极高压带电显示装置 | |
| CN202423827U (zh) | 低损耗直流负离子发生器 | |
| CN105811546A (zh) | 基于电磁耦合的wpt充电设备及方法 | |
| CN202210700U (zh) | 一种电动汽车无线充电器 | |
| CN206686100U (zh) | 串联谐振电路及电源 | |
| CN206977131U (zh) | 一种无线充电装置 | |
| CN205583797U (zh) | 一种低损耗无线充电接收装置 | |
| CN105576839A (zh) | 非接触式的小功率电能传输*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170517 Termination date: 20210522 |