CN210517816U - 一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递*** - Google Patents

Abstract

一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***，所述***包括能量输出部分及能量接收部分，所述能量输出部分及能量接收部分通过线圈组件进行能量传输，所述能量输出部分包括发射磁耦合能量及接收反馈信号的线圈部、将外接电源转换磁耦合能量所需交流电能的转换控制部、将交流电能及反馈信号传送的线缆部；所述线圈部通过线缆部连接所述转换控制部；所述能量接收部分包括第一线圈模块、第一电能转换模块、反馈信号产生电路及第一控制模块；所述第一线圈模块接收磁耦合能量，并将接收的磁耦合能量通过第一电能转换模块转换为负载所需的电能，所述第一控制模块连接所所述第一电能转换模块及所述反馈信号产生电路；所述反馈信号包括光信号或磁场信号。

Description

一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，具体涉及一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***。

背景技术

在现有技术中，无线充电技术应用越来越广泛，而目前已经在市面上成熟的无线充电技术，存在以下问题：

1、充电装置自身无法判定被充电的载体，是否具有无线充电接收功能，进而会产生，在充电装置、或被防止在无线充电装置上的物件产生大量的热量，引发不必要的浪费或火灾；

2、充电***内，不具有识别反馈的功能，载体无法对充电装置反馈相应的回馈信号。

实用新型内容

为了有效解决上述问题，本实用新型提供一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***。

一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***，所述***包括能量输出部分及能量接收部分，所述能量输出部分及能量接收部分通过线圈组件进行能量传输；

所述能量输出部分包括发射磁耦合能量及接收反馈信号的线圈部、将外接电源转换磁耦合能量所需交流电能的转换控制部、将交流电能及反馈信号传送的线缆部；

所述线圈部通过线缆部连接所述转换控制部；

所述能量接收部分包括第一线圈模块、第一电能转换模块、反馈信号产生电路及第一控制模块；

所述第一线圈模块接收磁耦合能量，并将接收的磁耦合能量通过第一电能转换模块转换为负载所需的电能，所述第一控制模块连接所述第一电能转换模块及所述反馈信号产生电路；

所述反馈信号包括光信号或磁场信号。

进一步地，所述反馈信号产生电路包括光学发射电路或主动磁场产生电路。

进一步地，所述线缆部包括高频功率电缆、主动磁场信号传输电缆；

所述转换控制部包括滤波电路、反馈信号识别电路、第二控制模块及第二电能转换模块；

所述线圈部包括第二线圈及反馈信号接收电路；

所述反馈信号接收电路接收到的反馈信号通过反馈信号传输电缆传送至滤波电路处理后，发送至反馈信号识别电路上，所述反馈信号识别电路再通过第二控制模块连接所述第二电能转换模块；

所述第二电能转换模块将外接电源转换磁耦合能量所需交流电能，并经由高频功率电缆发送至第二线圈模块。

进一步地，反馈信号识别电路包括磁场信号识别电路或光信号识别电路；

所述反馈信号接收电路包括光信号接收电路或主动磁场接收电路。

进一步地，所述第二线圈模块具有稳定电平涡流阻尼器；

所述线缆部还包括稳定电平涡流阻尼器与供电电源或第二电能转换模块的稳定电平实现高频低阻点连接的第一导体。

进一步地，所述主动磁场接收电路包括霍尔元器件或感应接收线圈。

本实用新型的有益效果为：能够有效的建立无线充电***中的能量输出装置及能量接收装置的识别反馈功能，保证了充电装置的安全及稳定性。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的整体框架示意图；

图2(a)为本实用新型第一实施例的低通滤波器示意图；图2 (b)为本实用新型第一实施例的高通滤波器示意图；图2(c)为本实用新型第一实施例的带通滤波器示意图；

图3(a)(b)分别为本实用新型第一实施例的第一线圈模块及第二线圈模块示意图。

图4为本实用新型第二实施例的反馈信号的发射及接收原理图；

图5为本实用新型第二实施例的反馈信号的发射及接收另一原理图；

图6为本实用新型第二实施例的发射及接收的原理图；

图7为本实用新型第二实施例的发射及接收的另一原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

如图1、2、3所示，为本实用新型所提供的一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***第一实施例的***示意图；

所述传递***包括能量输出装置部分及能量接收装置部分；

其中所述能量接收装置部分包括负载10、第一电能转换模块11、第一控制模块12、第一线圈模块13、及反馈信号产生电路14；

其中所述第一线圈模块13接收磁耦合能量，并且将接收到的磁场耦合能量通过第一电能转换模块11转换为负载10所需的电能，并所述第一控制模块12具有识别第一电能转换模块11的输出电压或输出电流或者两者的功能，并且所述第一控制模块12控制所述反馈信号产生电路14发出所需的主动磁场信号；

在所述第一实施例中，所述反馈信号产生电路14采用光信号产生电路；

其中所述识别第一电能转换模块11输出电压或输出电流或两者的能力采用现有技术中的公开技术，包括通过采样电阻检测输出电流、通过分压电阻网络检测输出电压，因此具体的识别技术并不做具体限定；

具体可以理解为，所述第一电能转换模块11同时连接所述第一线圈模块13、第一控制模块12及负载10；

其中第一控制模块12还连接所述反馈信号产生电路14；

所述能量输出装置部分包括：第二线圈模块21、反馈信号接收电路22、多功能电缆传送部23、第二电能转换模块24、第二控制模块25、反馈信号识别电路26、滤波电路27；

在第一实施例中，所述反馈信号识别电路26采用光信号识别电路；所述反馈信号接收电路22采用光信号接收电路；

其中外界的供电电源连接在第二电能转换模块24，外界输入的电能通过第二电能转换模块24转换为磁耦合所需的交流电能，再通过第二线圈模块21发射用于磁耦合能量传送的交变磁场，被第一线圈模块13所接收；

同时所述第二线圈模块21具有稳定电平涡流阻尼器；

所述多功能电缆传送部23包括高频功率电缆、主动磁场信号传输电缆、将稳定电平涡流阻尼器与供电电源或第二电能转换模块24 的稳定电平实现高频低阻电连接的第一导体；

所述反馈信号接收电路22接收反馈信号产生电路14发送的主动磁场信号，并所述反馈信号接收电路22通过主动磁场信号传输电缆连接至所述滤波电路27上，并所述滤波电路27用于滤除多功能电缆上高频功率以及第一导体造成的电噪声，所述反馈信号识别电路26 具有识别主动磁场信号并输出主动磁场信号内容的能力，用于识别滤波电路27滤波后的主动磁场信号；所述反馈信号识别电路26通过第二控制模块25连接所述第二电能转换模块24，具体为所述主动磁场信号识别电路识别结果提供给第二控制模块25，所述第二控制模块 25控制第二电能转换模块24进行工作；

所述反馈信号识别电路26仅用于识别简单的传统电信号，并该反馈信号识别电路26已经为现有技术中的公开技术了，包括但不限于检测电信号频率然后输出相应电压信号的F/V电路或者相应电流信号的F/I电路、检测电信号有无然后输出相应电压信号的O/V电路或者相应电流信号的O/I电路、检测电信号电压幅值或者电流大小然后输出相应电压信号的A/V电路或者相应电流信号的A/I电路，因此该反馈信号识别电路26并不做具体限定。

所述第二电能转换模块24通过高频功率电缆连接所述第二线圈模块21；

所述高频功率电缆为本案发明人在先申请过的高频电缆技术，已经为现有技术，因此在此处并不做具体限定。

在其中的一个实施例中，当能量接收装置部分的输出电压或输出电流或两者低于预设的阈值时，第一控制模块12控制反馈信号产生电路14输出第一特定频率的主动磁场；当能量接收装置部分的输出电压或输出电流或两者高于或等于预设的阈值时，第一控制模块12 控制反馈信号产生电路14输出第二特定频率的主动磁场；

当能量发射装置部分收到主动磁场信号后，根据反馈信号识别电路26识别出的不同频率信息，第二控制模块25会根据两种频率而调整第二电能转换模块24的工作模式，使得第二线圈模块21输出的交变磁场能量在通过磁耦合传递给能量接收装置后，能够达到能量接收装置所需的输出电压或输出电流或两者的阈值。

当能量接收装置部分的输出电压或输出电流或两者低于预设的阈值时，第一控制模块12控制反馈信号产生电路14输出第三特定频率的主动磁场；当能量接收装置的输出电压或输出电流或两者高于或等于预设的阈值时，第一控制模块12控制反馈信号产生电路14输停止输出主动磁场；

当能量发射装置部分收到主动磁场信号后，根据反馈信号识别电路26识别出有无主动磁场，第二控制模块25会在有主动磁场情况下，控制第二电能转换模块24与第二线圈模块21输出更高的交变磁场能量，或者第二控制模块25会在无主动磁场情况下，控制第二电能转换模块24与第二线圈模块21逐步输入更低的交变磁场能量，最终达到能量接收装置所需的输出电压或输出电流或两者的阈值。

当能量接收装置部分的输出电压或输出电流或两者低于预设的阈值时，第一控制模块12控制反馈信号产生电路14输出第一频谱光；当能量接收装置的输出电压或输出电流或两者高于或等于预设的阈值时，第一控制模块12控制反馈信号产生电路14输出第二频谱光；

当能量发射装置部分收到主动磁场信号后，根据反馈信号识别电路26识别出的不同频谱信息，第二控制模块25会根据两种频谱而调整第二电能转换模块24的工作模式，使得第二线圈模块21输出的交变磁场能量在通过磁耦合传递给能量接收装置后，能够达到能量接收装置部分所需的输出电压或输出电流或两者的阈值。

当能量接收装置部分的输出电压或输出电流或两者低于预设的阈值时，第一控制模块12控制反馈信号产生电路14输出第三频谱光；当能量接收装置部分的输出电压或输出电流或两者高于或等于预设的阈值时，第一控制模块12控制反馈信号产生电路14输停止输出主动磁场；

当能量发射装置部分收到主动磁场信号后，根据反馈信号识别电路26识别出有无第三频谱光，第二控制模块25会在有第三频谱光情况下，控制第二电能转换模块24与第二线圈模块21输出更高的交变磁场能量，或者第二控制模块25会在无主动磁场情况下，控制第二电能转换模块24与第二线圈模块21逐步输入更低的交变磁场能量，最终达到能量接收装置部分所需的输出电压或输出电流或两者的阈值。

如图4、5所示，为本实用新型所提供的一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***第二实施例的***示意图；

本实施例与上述实施例内容部分相同，在此将不再赘述，唯不同之处在于，所述

在第二实施例中，所述反馈信号识别电路26采用主动磁场产生模块；

在第二实施例中，所述反馈信号识别电路26采用主动磁场信号识别电路，所述反馈信号接收电路22采用主动磁场接收电路；

所述主动磁场接收电路内有磁场接收传感器，所述磁场接收传感器采用霍尔元器件、或感应接收线圈；

霍尔元器件有两种，一种是模拟霍尔，也就是输出的信号与磁场强度成线性关系，另一种是数字霍尔，也就是输出信号为0/1，当磁场强度高于阈值时候就会输出1。

感应线圈只能感应交流磁场，因此只能输出交流信号，而且信号电压与磁场强度变化率有关，按照电磁感应公式即可得出，并所述感应线圈的感应技术已经为现有技术，在此将不再举例说明。

如果第一控制模块12提供给主动磁场产生模块的线圈的电信号是有无模式的直流电，使得第三线圈输出稳定的磁场，进一步驱动主动磁场接收电路输出信号，这时候主动磁场接收电路只能用模拟霍尔元器件或者数字霍尔元器件。

如果第一控制模块12提供给主动磁场产生模块的线圈的电信号是与磁耦合能量传递不同频率的交流电，那么主动磁场接收电路就可以用模拟霍尔元件或者感应线圈了。

对于避免磁耦合能量传输部分的磁场与电场干扰，一方面采用不同频率的信号配合合适的滤波电路来实现，另一方面，在设计磁耦合的采用附图6、7。

Claims (6)

1.一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***，所述***包括能量输出部分及能量接收部分，所述能量输出部分及能量接收部分通过线圈组件进行能量传输；

其特征在于，所述能量输出部分包括发射磁耦合能量及接收反馈信号的线圈部、将外接电源转换磁耦合能量所需交流电能的转换控制部、将交流电能及反馈信号传送的线缆部；

所述线圈部通过线缆部连接所述转换控制部；

所述能量接收部分包括第一线圈模块、第一电能转换模块、反馈信号产生电路及第一控制模块；

所述第一线圈模块接收磁耦合能量，并将接收的磁耦合能量通过第一电能转换模块转换为负载所需的电能，所述第一控制模块连接所述第一电能转换模块及所述反馈信号产生电路；

所述反馈信号包括光信号或磁场信号。

2.根据权利要求1所述的一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***，其特征在于，所述反馈信号产生电路包括光学发射电路或主动磁场产生电路。

3.根据权利要求1所述的一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***，其特征在于，所述线缆部包括高频功率电缆、主动磁场信号传输电缆；

所述转换控制部包括滤波电路、反馈信号识别电路、第二控制模块及第二电能转换模块；

所述线圈部包括第二线圈及反馈信号接收电路；

所述反馈信号接收电路接收到的反馈信号通过反馈信号传输电缆传送至滤波电路处理后，发送至反馈信号识别电路上，所述反馈信号识别电路再通过第二控制模块连接所述第二电能转换模块；

所述第二电能转换模块将外接电源转换磁耦合能量所需交流电能，并经由高频功率电缆发送至第二线圈模块。

4.根据权利要求3所述的一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***，其特征在于，反馈信号识别电路包括磁场信号识别电路或光信号识别电路；

所述反馈信号接收电路包括光信号接收电路或主动磁场接收电路。

5.根据权利要求3所述的一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***，其特征在于，所述第二线圈模块具有稳定电平涡流阻尼器；

所述线缆部还包括稳定电平涡流阻尼器与供电电源或第二电能转换模块的稳定电平实现高频低阻点连接的第一导体。

6.根据权利要求4所述的一种具有主动反馈功能的磁耦合能量传递***，其特征在于，所述主动磁场接收电路包括霍尔元器件或感应接收线圈。

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