一種電力輸送系統的製作方法

2023-07-05 21:01:41 3

本實用新型涉及電力傳輸技術領域，具體涉及一種電力輸送系統。

背景技術：

無線電力傳輸：將由電廠製造出來的電力轉換成為無線電波發送出去，在通過特定的接收裝置將無線電波收集起來並轉換為電力，供人們使用。

目前，現有技術中的無線電力傳輸裝置功率小，效率低，傳輸距離很近，主要應用於電子設備充電場合，難以在大功率場合中使用；且在電力輸送的過程中，存在人們無法實時有效地檢測到所接收到的電力能量的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種電力輸送系統，以解決上述問題提到的傳輸功率小和效率低的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種電力輸送系統，其包括通過磁諧振方式將輸入電源傳輸出去的無線發射單元和與無線發射單元耦合的無線接收單元；無線發射單元包括發射線圈L1、與發射線圈L1電磁感應的發射諧振單元和並聯有第一諧振補償電容C2的發射端放大線圈L3；無線接收單元包括並聯有第二諧振補償電容C3的接收端放大線圈L4和用於接收由接收端放大線圈L4傳輸的電力的諧振線圈單元；諧振線圈單元連接有一用於測量存儲在諧振線圈單元中的能量的傳感器D。

進一步地，發射諧振單元包括串聯的發射諧振線圈L2、第一電容C1和第一電阻R1。

進一步地，諧振線圈單元包括並聯的接收諧振線圈L5、第二電容C4和與並聯電路進行串聯的第二開關S2；接收諧振線圈L5與第二電容C4之間設有第二電阻R2和第一開關S1。

進一步地，諧振線圈單元連接有一DC/DC變換器。

本實用新型的有益效果為：該電力輸送系統包括通過以磁諧振方式將輸入電源傳輸出去的無線發射單元和與無線發射單元耦合的無線接收單元，在具體實施中，通過磁諧振方式實現電力的傳輸，實時準確；發射端放大線圈L3和接收端放大線圈L4的設置，擴大了傳輸功率；且發射端放大線圈L3和接收端放大線圈L4均利用各自的諧振補償電容，有效提高相互間的耦合程度，提高了傳輸效率；諧振線圈單元連接有一傳感器D，用於實時測量存儲在諧振線圈單元中的能量；同時DC/DC變換器的設置，可恆定地控制提供給負載的電力的電平。

附圖說明

圖1為電力輸送系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一種實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型的保護範圍。

如圖1所示，該電力輸送系統包括通過以磁諧振方式將輸入電源傳輸出去的無線發射單元和與無線發射單元耦合的無線接收單元；在具體實施中，磁諧振方式為發送諧振的線圈與接收諧振的線圈之間的磁場的諧振，通過磁諧振方式實現電力的傳輸，實時準確。

該電力輸送系統的無線發射單元包括發射線圈L1、與發射線圈L1電磁感應的發射諧振單元和並聯有第一諧振補償電容C2的發射端放大線圈L3；在具體實施中，發射線圈L1與輸入電源連接，使得電流流過發射線圈L1；當電流流過發射線圈L1時，由於電磁感應，電流被感應到與發射線圈L1間隔開的發射諧振單元，使用諧振將電流傳送到發射端放大線圈L3。

在具體實施中，該電力輸送系統的發射諧振單元包括串聯的發射諧振線圈L2、第一電容C1和第一電阻R1；其中，第一電阻R1可表示由於發射諧振線圈L2所引起的損耗功率的量。

該電力輸送系統的無線接收單元包括並聯有第二諧振補償電容C3的接收端放大線圈L4和用於接收由接收端放大線圈L4傳輸的電力的諧振線圈單元；在具體實施中，通過發射端放大線圈L3和接收端放大線圈L4擴大了傳輸功率，且發射端放大線圈L3並聯有第一諧振補償電容C2，接收端放大線圈L4並聯有第二諧振補償電容C3；發射端放大線圈L3和接收端放大線圈L4均利用各自的諧振補償電容，有效提高相互間的耦合程度，提高了傳輸效率。

該電力輸送系統的諧振線圈單元包括並聯的接收諧振線圈L5、第二電容C4和與並聯電路進行串聯的第二開關S2；接收諧振線圈L5與第二電容C4之間設有第二電阻R2和第一開關S1。

其中，第二電阻R2作為接收諧振線圈L5的寄生電阻器，第二電容C4作為接收諧振線圈 L5 的寄生電容器；第一開關S1控制接收諧振線圈L5與第二電容C4的連接通斷，如果第一開關S1處於打開狀態，則接收諧振線圈L5 和第二電容C4不相互連接；第二開關S2控制第二電容C4與負載的連接通斷，如果第二開關S2處於打開狀態，則第二電容C4和負載不相互連接。

在具體實施中，當第一開關S1處於閉合狀態，且第二開關S2處於打開狀態時，即接收諧振線圈L5 與第二電容C4相互連接且第二電容C4與負載不相互連接，則存儲在接收諧振線圈L5中的能量大部分被發送至第二電容C4，存儲在第二電容C4中，負載不接收電力。

當第一開關S1處於打開狀態，且第二開關S2處於閉合狀態時，即接收諧振線圈L5 處於開路狀態且第二電容C4與負載相互連接，此時流過接收線圈L5 的電流變成0，並且有效功率變成接近於0；存儲在第二電容C4中的能量被發送至負載，負載接收電力。

因此，第一開關S1在第一時間閉合以使接收諧振線圈L5與第二電容C4相互連接，並且第二開關S2斷開以使第二電容C4與負載不相互連接；此時，接收諧振線圈L5以磁諧振類型從外部接收電力，但是不將電力提供給負載，且接收諧振線圈L5的能量存儲在第二電容C4中；由於該情況與負載不存在於接收諧振線圈L5 的一側的情況基本相同，因此不需要阻抗匹配。

當第一開關S1在與第一時間不同的第二時間斷開，以使接收諧振線圈L5與第二電容C4互不連接，且第二開關S2閉合以使第二電容C4與負載相互連接；此時，負載接收存儲在第二電容C4中的能量的同時接收電力。

該電力輸送系統的諧振線圈單元連接有一傳感器D，用於測量存儲在諧振線圈單元中的能量；在具體實施中，傳感器D既可用於測量流過接收諧振線圈L5的電流，也可用於測量在並聯連接到接收諧振線圈L5的第二電容C4兩端的電壓。

在具體實施中，當通過傳感器D測量出流過接收諧振線圈L5的電流處於峰值時，斷開第一開關S1，閉合第二開關S2；當通過傳感器D測量出第二電容C4兩端的電壓處於峰值時，斷開第一開關S1，閉合第二開關S2；因此，無論負載的大小如何，接收諧振線圈L5均可高效接收傳輸來的能量，並且不需要阻抗匹配。

諧振線圈單元連接有一DC/DC變換器，用於控制從接收諧振線圈L5提供的電力的電平，並將控制的電力提供給負載；在具體實施中，通過DC/DC變換器，可恆定地控制提供給負載的電力的電平。

綜上所述，該電力輸送系統有效地解決了電力傳輸功率小和效率低的問題，可在大功率場合中使用，且能夠實時有效地檢測到所接收到的電力能量，同時可恆定地控制提供給負載的電力的電平。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將使顯而易見的，本文所定義的一般原理可以在不脫離實用新型的精神或範圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制與本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎性特點相一致的最寬的範圍。