無線電力傳輸接收端、系統(tǒng)及接收方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線電力傳輸接收端、系統(tǒng)及接收方法。無線電力傳輸接收端包括：依次連接的副邊線圈組、整流濾波電路和電路模塊；副邊線圈組包括至少兩個(gè)副邊線圈；副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈分別與原邊線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng)能量；整流濾波電路對(duì)副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，向相對(duì)應(yīng)的電路模塊進(jìn)行供電。通過采用具有多個(gè)副邊線圈的副邊線圈組對(duì)電路模塊進(jìn)行供電，從而有效的提高了電磁場(chǎng)能量的利用率，提高了電能傳輸效率，同時(shí)，降低了接收端電路的復(fù)雜程度，降低了制作成本。
【專利說明】無線電力傳輸接收端、系統(tǒng)及接收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無線電力傳輸接收端、系統(tǒng)及接收 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的電能傳輸方式大多通過導(dǎo)線或插座將電能傳輸?shù)浇K端產(chǎn)品，這種傳輸方式 會(huì)帶來摩擦，易產(chǎn)生電火花等問題，從而影響電氣設(shè)備的安全可靠性，無線電能傳輸技術(shù)能 使我們擺脫傳統(tǒng)的電能傳輸方式，實(shí)現(xiàn)非接觸式的新型電能傳輸。磁耦合諧振式無線電能 傳輸技術(shù)利用磁耦合和諧振技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸，具有較遠(yuǎn)的傳輸距離和較高的傳 輸效率，相對(duì)于電磁波式和電磁感應(yīng)式無線電能傳輸技術(shù)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，獲得了相對(duì)廣 泛的應(yīng)用。
[0003] 目前，電能無線傳輸技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于家用電器，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)米范圍內(nèi)一定功率的 無線傳輸，替代了原有的"插頭+插座"的供電方式，具有整潔、安全、可移動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，但 是隨著家用電器技術(shù)的發(fā)展，家用電器越來越趨于功能細(xì)化和節(jié)能，如電飯鍋需要提供電 器控制電路的電源以及給加熱電路的電源。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，無線電力傳輸裝置使用單一的原邊線圈和單一的副邊線圈進(jìn)行電 力傳輸。
[0005] 在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：
[0006] (1)無線電力傳輸效率低；
[0007] ( 2 )接收端由大量電路組成，造成無線電力傳輸裝置成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提出一種無線電力傳輸接收端、方法及電力傳輸系統(tǒng)，能夠解 決無線電力傳輸效率低；接收端由大量電路組成，造成無線電力傳輸裝置成本高的問題。
[0009] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0010] 一種無線電力傳輸接收端，其特征在于，包括：依次連接的副邊線圈組、整流濾波 電路和電路模塊，其中，
[0011] 副邊線圈組包括至少兩個(gè)副邊線圈；
[0012] 副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈分別與原邊線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊 的電磁場(chǎng)能量；并且
[0013] 整流濾波電路對(duì)副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾 波，向相對(duì)應(yīng)的電路模塊進(jìn)行供電。
[0014] 優(yōu)選地，電路模塊包括電器控制電路和電器主電路。
[0015] 優(yōu)選地，副邊線圈組包括：第一副邊線圈和第二副邊線圈，其中，
[0016] 第一副邊線圈與電器主電路相對(duì)應(yīng)；
[0017] 第二副邊線圈與電器控制電路相對(duì)應(yīng)。
[0018] 優(yōu)選地，整流濾波電路包括：第一整流濾波電路和第二整流濾波電路；
[0019] 第一整流濾波電路的一端連接第一副邊線圈，第一整流濾波電路的另一端連接電 器主電路；
[0020] 第二整流濾波電路的一端連接第二副邊線圈，第二整流濾波電路的另一端連接電 器控制電路；
[0021] 優(yōu)選地，各個(gè)副邊線圈的匝數(shù)與相對(duì)應(yīng)的電路模塊的電壓和功率成正比。
[0022] 優(yōu)選地，電器主電路包括：阻性負(fù)載和感性負(fù)載。
[0023] 優(yōu)選地，還包括：將第二副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的電壓轉(zhuǎn)換成電器控制電路 的電壓的LD0模塊，其中，
[0024] LD0模塊一端連接第二整流濾波電路，另一端連接電器控制電路。
[0025] -種無線電力傳輸系統(tǒng)，包括，無線電力傳輸發(fā)射端和如上述任意一項(xiàng)無線電力 傳輸接收端；
[0026] 一種無線電力傳輸接收方法，包括：
[0027] 副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈分別與原邊線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊 的電磁場(chǎng)能量；
[0028] 對(duì)副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，向相對(duì)應(yīng)的 電路模塊進(jìn)行供電。
[0029] 經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的一種無線電力傳輸接 收端、系統(tǒng)及接收方法。無線電力傳輸接收端包括依次連接的副邊線圈組、整流濾波電路和 電路模塊；副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈分別與由無線電力傳輸發(fā)射端的原邊線圈產(chǎn)生的 電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng)能量；整流濾波電路對(duì)副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈 中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，向相對(duì)應(yīng)的電路模塊進(jìn)行供電。通過采用具有多個(gè)副邊 線圈的副邊線圈組對(duì)電路模塊進(jìn)行供電，從而有效的利用了發(fā)射線圈的電磁場(chǎng)能量，提高 了傳輸效率，同時(shí)，降低了接收端電路的復(fù)雜程度，降低了制作成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0031] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種無線電力傳輸接收端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種無線電力傳輸接收端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種無線電力傳輸發(fā)射端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種無線電力傳輸接收方法流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036] 本發(fā)明是基于磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)，利用磁耦合和諧振技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電 能的無線傳輸。
[0037] 實(shí)施例一
[0038] 如圖1所示，一種無線電力傳輸接收端，包括：依次連接的副邊線圈組1、整流濾波 電路2和電路模塊3，其中，
[0039] 副邊線圈組1至少包括兩個(gè)副邊線圈，
[0040] 副邊線圈組1中的各個(gè)副邊線圈分別與由無線電力傳輸發(fā)射端的原邊線圈產(chǎn)生 的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng)能量，
[0041] 整流濾波電路2對(duì)副邊線圈組1中的各個(gè)副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、 濾波，向相對(duì)應(yīng)的電路模塊3進(jìn)行供電。
[0042] 在本發(fā)明實(shí)施例一中，電路模塊3包括：電器主電路31和電器控制電路32。
[0043] 需要說明的是，電器主電路31為：動(dòng)力系統(tǒng)的電源電路，例如，電動(dòng)機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的三相電源屬于電器主電路。電器控制電路32為控制電器主電路的控制回路，例如，電器 主電路中有接觸器，接觸器的線圈則屬于控制回路部分。
[0044] 在本發(fā)明實(shí)施例一中，整流濾波電路2包括：第一整流濾波電路21和第二整流濾 波電路22。
[0045] 具體的，第一整流濾波電路21的一端連接第一副邊線圈11，第一整流濾波電路21 的另一端連接電器主電路31 ;
[0046] 第二整流濾波電路22的一端連接第二副邊線圈12,第二整流濾波電路22的另一 端連接電器控制電路32 ;
[0047] 在本發(fā)明實(shí)施例一中，副邊線圈組1包括：第一副邊線圈11和第二副邊線圈12， 第一副邊線圈11和第二副邊線圈12同軸繞接。
[0048] 具體的，第一副邊線圈11與原邊線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng) 能量；第一整流濾波電路21對(duì)第一副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，向相對(duì)應(yīng) 的電器主電路31進(jìn)行供電。
[0049] 第二副邊線圈12與原邊線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng)能量；第 二整流濾波電路22對(duì)第二副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，向相對(duì)應(yīng)電器控制 電路32進(jìn)行供電。
[0050] 在本發(fā)明實(shí)施例一中，各個(gè)副邊線圈的匝數(shù)與相對(duì)應(yīng)的電路模塊的電壓和功率成 正比。
[0051] 具體的，電器主電路31的電壓高于電器控制電路32的電壓，相應(yīng)的，第一副邊線 圈11的匝數(shù)多于第二副邊線圈12的匝數(shù)。
[0052] 在本發(fā)明實(shí)施例一中，電器主電路31包括：阻性負(fù)載和感性負(fù)載。
[0053] 需要說明的是，僅是通過電阻類的元件進(jìn)行工作的負(fù)載稱為阻性負(fù)載，例如：燈 泡；回路中有電感，電容元件參與工作的負(fù)載，稱為感性負(fù)載；例如日光燈，電動(dòng)機(jī)。
[0054] 在本發(fā)明實(shí)施例一中，通過對(duì)在具有多個(gè)副邊線圈的副邊線圈組中產(chǎn)生的感應(yīng)電 流進(jìn)行整流、濾波后給電器的各個(gè)模塊進(jìn)行供電，從而有效的利用了磁力線，提高了電力傳 輸效率，同時(shí)，降低了接收端電路的復(fù)雜程度，降低了制作成本。
[0055] 實(shí)施例二
[0056] 通過設(shè)置第二副邊線圈的參數(shù)，第二副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的電壓經(jīng)過整 流、濾波后的電壓為20?30伏。為了滿足電器控制電路對(duì)電壓要求，如圖2所示，本發(fā)明 提供的一種無線電力接收裝置，還包括：將第二副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的電壓轉(zhuǎn)換成 電器控制電路的電壓的LDO (low dropout regulator,低壓差線性穩(wěn)壓器）模塊41。
[0057] LD0模塊41 一端連接第二整流濾波電路22,另一端連接電器控制電路32。
[0058] LD0模塊41從第二感應(yīng)電流的電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓 給電器控制電路。壓降電壓，是指LD0將輸出電壓維持在電器控制電路的電壓額定值上下 100mV之內(nèi)?？梢詽M足將第二感應(yīng)電流的電壓轉(zhuǎn)換成電器控制電路的電壓的要求，而且，LD0 具有成本低，噪音低，靜態(tài)電流小的優(yōu)點(diǎn)。
[0059] 實(shí)施例三
[0060] -種無線電力傳輸系統(tǒng)，包括，無線電力傳輸發(fā)射端和上述任意一項(xiàng)無線電力傳 輸接收端。
[0061] 無線電力傳輸發(fā)射端（即原邊模塊)，如圖3所示，包括整流濾波穩(wěn)壓電路31、輔助 電源32、逆變電路33、逆變控制電路34、頻率跟蹤控制電路35和原邊線圈36,其中：
[0062] 整流濾波穩(wěn)壓電路31，用于將交流電整流濾波后，輸出穩(wěn)定的直流電作為逆變電 路33的輸入；
[0063] 輔助電源32，用于提供電源給逆變控制電路34 ;
[0064] 逆變電路33,用于將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流電壓，作為原邊線圈36的激勵(lì)；
[0065] 逆變控制電路34,用于輸出逆變電路的PWM(Pulse Width Modulation,脈沖寬度 調(diào)制）-控制，并根據(jù)頻率跟蹤控制電路35的反饋信息，來調(diào)整PWM輸出波形的頻率與相 位；
[0066] 頻率跟蹤控制電路35,用于跟隨原邊線圈36諧振耦合頻率變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)原邊模塊 回路的頻率跟蹤控制并傳遞到逆變控制電路34 ;
[0067] 原邊線圈36,用于在高頻交流電對(duì)原邊線圈36的激勵(lì)下產(chǎn)生高頻交流電磁場(chǎng)。
[0068] 在本發(fā)明實(shí)施例三中，無線電力傳輸接收端通過采用具有多個(gè)副邊線圈的副邊線 圈組，副邊線圈組的各個(gè)副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)過整流、濾波后給電路模塊進(jìn)行供 電，從而有效的利用了電磁場(chǎng)能量，提高了電能傳輸效率，同時(shí)，降低了接收端電路的復(fù)雜 程度，降低了制作成本。
[0069] 實(shí)施例四
[0070] 本發(fā)明實(shí)施例一和實(shí)施例二各公開了一種無線電力傳輸接收端，相對(duì)應(yīng)無線電力 傳輸接收端，本發(fā)明實(shí)施例四公開了一種無線電力傳輸接收方法，包括：
[0071] 步驟S401，副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈分別與由無線電力傳輸發(fā)射端的原邊線 圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng)能量；
[0072] 步驟S402,對(duì)副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，向 相對(duì)應(yīng)的電路模塊進(jìn)行供電。
[0073] 具體的，副邊線圈組包括：第一副邊線圈和第二副邊線圈。電路模塊包括：電器控 制電路和電器主電路。
[0074] 具體的，第一副邊線圈與原邊線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng)能 量；
[0075] 整流濾波電路對(duì)第一副邊線圈中產(chǎn)生的第一感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，向電器控 制電路進(jìn)行供電。
[0076] 具體的，第二副邊線圈與原邊線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng)能 量；
[0077] 整流濾波電路對(duì)第二副邊線圈中產(chǎn)生的第二感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，LD0模塊將 第二感應(yīng)電流的電壓轉(zhuǎn)換為電器主電路的電壓，向電器主電路進(jìn)行供電。
[0078] 顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的 計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng) 絡(luò)上，可選地，他們可以用計(jì)算機(jī)裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而可以將它們存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的 多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件 和軟件的結(jié)合。
[0079] 以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言， 本發(fā)明可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種無線電力傳輸接收端，其特征在于，包括： 依次連接的副邊線圈組、整流濾波電路和電路模塊，其中， 所述副邊線圈組包括至少兩個(gè)副邊線圈， 所述副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈分別與由無線電力傳輸發(fā)射端的原邊線圈產(chǎn)生的 電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電磁場(chǎng)能量，并且 所述整流濾波電路對(duì)所述副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、 濾波，并向相對(duì)應(yīng)的所述電路模塊進(jìn)行供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電力傳輸接收端，其特征在于，所述電路模塊包括電器 控制電路和電器主電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電力傳輸接收端，其特征在于，所述副邊線圈組包括：第 一副邊線圈和第二副邊線圈，其中， 所述第一副邊線圈與所述電器主電路相對(duì)應(yīng)，并且 所述第二副邊線圈與所述電器控制電路相對(duì)應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電力傳輸接收端，其特征在于，所述整流濾波電路包括： 第一整流濾波電路和第二整流濾波電路； 所述第一整流濾波電路的一端連接所述第一副邊線圈，所述第一整流濾波電路的另一 端連接所述電器主電路； 所述第二整流濾波電路的一端連接所述第二副邊線圈，所述第二整流濾波電路的另一 端連接所述電器控制電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電力傳輸接收端，其特征在于，所述副邊線圈組中的各 個(gè)副邊線圈的匝數(shù)與相對(duì)應(yīng)的所述電路模塊的電壓和功率成正比。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電力傳輸接收端，其特征在于，所述電器主電路包括： 阻性負(fù)載和感性負(fù)載。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電力傳輸接收端，其特征在于，還包括：將所述第二副邊 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的電壓轉(zhuǎn)換成所述電器控制電路的電壓的LDO模塊，其中， 所述LDO模塊一端連接所述第二整流濾波電路，另一端連接所述電器控制電路。
8. -種無線電力傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括，無線電力傳輸發(fā)射端和如權(quán)利要求1? 7中任意一項(xiàng)所述的無線電力傳輸接收端。
9. 一種無線電力傳輸接收方法，其特征在于，包括： 副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈分別與原邊線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)諧振耦合，拾取原邊的電 磁場(chǎng)能量； 對(duì)所述副邊線圈組中的各個(gè)副邊線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)行整流、濾波，向相對(duì)應(yīng)的 電路模塊進(jìn)行供電。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104124764SQ201310153302
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月27日
【發(fā)明者】李聃, 孫會(huì), 龍海岸, 秦超, 婁兵兵 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心, 海爾集團(tuán)公司