CN113555972A - 一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无线能量传输领域,特别涉及一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置。本发明的电路通过调节滑动电阻的大小,可以较为方便的调节晶闸管的工作频率,这样即使匹配电容、线圈参数发射变化,使最优频率改变,也可以通过调节电阻改变工作频率,使***工作在发射和接收的最优频率。
Description
技术领域
本发明属于无线能量传输领域,特别涉及一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置。
背景技术
磁共振能有效的传输能量,需要满足两个最基本的条件,发射线圈和接收线圈具有相同的共振频率,发射线圈的发射频率要在线圈的共振频率上。不满足这两个基本条件,其能量传输基本没有实用性。
但现实中,由于不同批次的同一规格型号的匹配电容有5%的误差,发射线圈误差更是达到10%,导致不同批次的不同厂家的线圈共振频率偏移大,导致固定的线圈驱动频率会偏离线圈本身固有的共振频率点,频率不同步。即使为同一批次其不同产品之间也具有一定的误差,影响能量传递效率。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置。本发明的电路通过调节滑动电阻的大小,可以较为方便的调节晶闸管的工作频率,这样即使匹配电容、线圈参数发射变化,使最优频率改变,也可以通过调节电阻改变工作频率,使***工作在发射和接收的最优频率。
本发明的技术方案是:一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,包括发射线圈Lf、发射匹配电容Cf、方波产生器、晶闸管D、接收线圈Lj、接收匹配电容Cj,发射线圈Lf、发射匹配电容Cf并联后与晶闸管D的阳极连接,晶闸管D的阴极与电源地连接,方波产生器与晶闸管D的栅极连接,其特征在于:方波产生器包括芯片UC、电阻R1、滑动电阻R2、频率产生电容C1、电容C2,芯片UC为NE555芯片,芯片UC的VCC脚和RST脚与电源连接,电阻R1接在电源与DIG脚之间,滑动电阻R2接在DIG脚与TRI脚之间,TRI脚和THR脚短接,频率产生电容C1接在TRI脚和地之间,电容C2接在CON脚和地之间。
根据如上所述的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,其特征在于:频率产生电容C1为0.01uF,电容C2为1uF,电阻R1为2.1KΩ,滑动电阻R2的电阻变化在为35KΩ至70KΩ之间可调。
根据如上所述的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,其特征在于:还包括增压电路和储能电路,接收线圈Lj、接收匹配电容Cj并联后与增压电路连接,增压电路与储能电路连接。
根据如上所述的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,其特征在于:增压电路包括场场效应管UA、升压电感LS、升压电容CS、二极管DS,升压电感LS与场效应管UA的漏极和栅极G连接,升压电容CS、二极管DS串联后与升压电感LS和电源地连接,场效应管UA的源极S与储能电路连接;当电压过低时,场效应管UA关断,输入信号给升压电感LS储能,当电压适合于充电时时,场效应管UA导通,输入信号和升压电感LS一起给负载提供能量。
根据如上所述的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,其特征在于:储能电路采用超级法拉电容器CA或化学电池DA,或二者并联接入。
本发明的好处是:一是方便调节方波产生器的工作频率,使***工作在发射和接收的最优频率。二是通过增压电路,确保在接收电量较小时也能够储能,提高了无线充电的效能。三是输出电压较为稳定,在一端时间内不接受能够并不会影响***工作。
附图说明
图1为本发明的电路示意图。
图2为方波产生器的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示,本发明的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,包括发射线圈Lf、发射匹配电容Cf、方波产生器、晶闸管D、接收线圈Lj、接收匹配电容Cj,增压电路、储能电路。发射线圈Lf、发射匹配电容Cf并联后与晶闸管D的阳极连接,晶闸管D的阴极与电源地连接。接收线圈Lj、接收匹配电容Cj并联后与增压电路连接,增压电路与储能电路连接。方波产生器与晶闸管D的栅极连接,方波产生器产生波形。
如图2所示,本发明的方波产生器包括芯片UC、电阻R1、滑动电阻R2、频率产生电容C1、电容C2,本发明的芯片UC可以为NE555芯片,芯片UC的VCC脚和RST脚与电源连接,电阻R1接在电源与DIG脚之间,滑动电阻R2接在DIG脚与TRI脚之间,TRI脚和THR脚短接,频率产生电容C1接在TRI脚和地之间,电容C2接在CON脚和地之间。OUT为方波信号输出,其输出频率为f=1/T=1/{0.69(R1+2R2)C1},因为本电路中滑动电阻R2的值可以通过手动调节,从而可以调节本发明的方波信号输出频率,进而实现发射频率的调制。如本发明中,频率产生电容C1为0.01uF,电容C2为1uF,电阻R1为2.1KΩ,滑动电阻R2的电阻变化在为35至70KΩ之间,这样输出方波频率可以在1000H z至2000Hz调节,从而实现使发射频率在相应的工作频率间调节。
如图1所示,增压电路包括场场效应管UA、升压电感LS、升压电容CS、二极管DS。升压电感LS与场效应管UA的漏极和栅极G连接,升压电容CS、二极管DS串联后与升压电感LS和电源地连接。场效应管UA的源极S与储能电路连接。当电压过低时,如发射线圈与接收线圈距离太远时,场效应管UA关断,输入信号给升压电感LS储能,当电压适合于充电时时,场效应管UA导通,输入信号和升压电感LS一起给负载提供能量,此时输出的电压即为升压后电压,达到了升压效果。
储能电路能够储存***接收到的能量,给后续电路供电。储能元件采用超级法拉电容器CA或化学电池DA,或二者并联接入,当输入功率大于物联网设备所需功率时储存能量,反之给物联网设备供电,以备输入电量不够时使用。
如图1所示,本发明的装置在加工调试过程中,首先通过仪器测量相应发射接收线圈的最优工作频率,对应的调节滑动电阻R2的电阻,使方波产生器工作在最优工作频率,既可以使本发明的装置最终工作在最优的发射和接收频率中,提高效率。
Claims (5)
1.一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,包括发射线圈Lf、发射匹配电容Cf、方波产生器、晶闸管D、接收线圈Lj、接收匹配电容Cj,发射线圈Lf、发射匹配电容Cf并联后与晶闸管D的阳极连接,晶闸管D的阴极与电源地连接,方波产生器与晶闸管D的栅极连接,其特征在于:方波产生器包括芯片UC、电阻R1、滑动电阻R2、频率产生电容C1、电容C2,芯片UC为NE555芯片,芯片UC的VCC脚和RST脚与电源连接,电阻R1接在电源与DIG脚之间,滑动电阻R2接在DIG脚与TRI脚之间,TRI脚和THR脚短接,频率产生电容C1接在TRI脚和地之间,电容C2接在CON脚和地之间。
2.根据权利要求1所述的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,其特征在于:频率产生电容C1为0.01uF,电容C2为1uF,电阻R1为2.1KΩ,滑动电阻R2的电阻变化在为35KΩ至70KΩ之间可调。
3.根据权利要求1或2所述的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,其特征在于:还包括增压电路和储能电路,接收线圈Lj、接收匹配电容Cj并联后与增压电路连接,增压电路与储能电路连接。
4.根据权利要求3所述的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,其特征在于:增压电路包括场场效应管UA、升压电感LS、升压电容CS、二极管DS,升压电感LS与场效应管UA的漏极和栅极G连接,升压电容CS、二极管DS串联后与升压电感LS和电源地连接,场效应管UA的源极S与储能电路连接;当电压过低时,场效应管UA关断,输入信号给升压电感LS储能,当电压适合于充电时时,场效应管UA导通,输入信号和升压电感LS一起给负载提供能量。
5.根据权利要求3所述的一种简易的便于调制发射频率的无线能量传递装置,其特征在于:储能电路采用超级法拉电容器CA或化学电池DA,或二者并联接入。
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