專利名稱：無線電能發(fā)射裝置及無線電能供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線 電能技木，尤其涉及一種散熱效果佳的無線電能發(fā)射裝置； 本發(fā)明還涉及ー種可防止電器內(nèi)元器件受電磁干擾影響的無線電能供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在人們?nèi)粘Ｉ钪校矣秒娖?比如電飯鍋、攪拌機(jī)等等)的供電主流的供電方式還是通過有線的方式供電，而采用有線供電的方式，必須需要在有線路環(huán)繞(如在房間的墻壁上排布線路)，這便會(huì)増加使用上的不便利，且有線方式需使用插座，増加電器使用位置的限制。為了避免有線電カ傳輸所帯來的不便，人們不斷致力于無線電能傳輸技術(shù)的研究，國內(nèi)也涌現(xiàn)出ー批關(guān)于無線電能傳輸技術(shù)的成果。比如，中國專利公告第101425702號(hào)，掲示了ー種包括無觸點(diǎn)電カ傳送裝置的結(jié)構(gòu)物；中國專利公告第101377312號(hào)，掲示了ー種微波爐輸電系統(tǒng)，上述兩者均公開了將電能以無線方式進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，由于無線電能傳輸裝置用于大功率電能的傳輸，在發(fā)射裝置端必然會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，長期使用易造成電能傳裝置的使用上的安全隱患。此外，由于無線供電系統(tǒng)的電カ接收端為處于電磁場的包裹當(dāng)中，這便導(dǎo)致負(fù)載電器內(nèi)部元器件受電磁干擾的影響，長期使用難免會(huì)影響內(nèi)部器件的正常工作，最終直接影響電器的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種散熱效果佳的、可將電能以無線方式傳輸?shù)臒o線電能發(fā)射裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種應(yīng)用上述無線電能發(fā)射裝置的無線電能供電系統(tǒng)，其通過對(duì)電磁場進(jìn)行有效屏蔽，以保證負(fù)載電器內(nèi)各元器件的正常工作。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無線電能發(fā)射裝置，包括初級(jí)電源系統(tǒng)，將電力轉(zhuǎn)換為一定頻率的交流電信號(hào)；諧振電路，與所述初級(jí)電源系統(tǒng)連接，接收所述交流電信號(hào)并轉(zhuǎn)化為一定頻率的可以用于發(fā)射的電磁場，該諧振電路包括ー個(gè)或多個(gè)用于發(fā)射電磁場的發(fā)射線圈；散熱模塊，用于散發(fā)無線電能發(fā)射裝置所產(chǎn)生的熱能。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述散熱模塊的散熱方式包括傳導(dǎo)散熱方式、對(duì)流散熱方式、輻射散熱方式、半導(dǎo)體制冷方式、化學(xué)制冷方式、或上述方式的任意組合。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述初級(jí)電源系統(tǒng)包括一用于遠(yuǎn)程控制無線電能發(fā)射裝置的開啟或關(guān)閉的開關(guān)控制模塊。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，該開關(guān)控制模塊應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，其包括一遙控器發(fā)射電路，用于發(fā)射一高頻信號(hào)；一遙控器接收電路，用于接收所述高頻信號(hào)并轉(zhuǎn)化為開關(guān)信號(hào)。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述初級(jí)電源系統(tǒng)包括一電能轉(zhuǎn)換模塊，與外部交流電網(wǎng)絡(luò)相連，并將交流電轉(zhuǎn)化為一定電壓的交流電或者直流電；一逆變電路，與所述電流轉(zhuǎn)換電路相連，將輸入的直流電轉(zhuǎn)換為可供諧振的一定頻率的交流電信號(hào)；ー電源供電電路，與所述電流轉(zhuǎn)換電路相連并為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供給；一時(shí)序控制電路，為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)序控制；以及ー主控制器，至少用于控制所述逆變電路的運(yùn)作。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述初級(jí)電源系統(tǒng)還包括一用于檢測系統(tǒng)的工作參數(shù)的檢測電路模塊。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述檢測電路模塊所檢測的工作參數(shù)包括諧振電路的諧振頻率、電流、電壓，逆變電路開關(guān)管的電流、電壓或者發(fā)射線圈的溫度。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述初級(jí)電源系統(tǒng)還包括ー連接于所述逆變電路和控制電路之間的用于驅(qū)動(dòng)所述逆變電路運(yùn)作的驅(qū)動(dòng)電路。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述散熱模塊包括一風(fēng)扇控制模塊以及與所述風(fēng)扇控制模塊相連的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇控制模塊由初級(jí)電源系統(tǒng)供電并控制所述風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述風(fēng)扇控制模塊與初級(jí)電源系統(tǒng)中的控制器相連，控制器可根據(jù)溫度變化適應(yīng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述逆變電路包括全橋逆變電路、或者半橋逆變電路、或者以上兩者的組合。相應(yīng)地，一種應(yīng)用上述的無線電能發(fā)射裝置的無線電能供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括ー無線電能接收裝置，該無線電能接收裝置包括一感應(yīng)接收模塊，用于感應(yīng)無線電能發(fā)射裝置所發(fā)射的電磁場，以產(chǎn)生交變電信號(hào)；一電能轉(zhuǎn)換模塊，連接于感應(yīng)接收模塊與負(fù)載電器之間，用于將所述交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可供負(fù)載電器使用的電カ；ー屏蔽模塊，設(shè)置于感應(yīng)接收模塊與負(fù)載電器內(nèi)各元器件之間，用于屏蔽電磁場，以避免對(duì)負(fù)載電器內(nèi)各元器件的干擾。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述屏蔽模塊包括涂覆于負(fù)載電器上的屏蔽漆、或鐵氧體、或其他導(dǎo)磁材料。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述屏蔽模塊包括設(shè)置于感應(yīng)接收模塊與負(fù)載電器內(nèi)各元器件之間的金屬材料、或?qū)щ娤鹉z、或?qū)щ姴?、或?qū)Т挪牧?、或上述材質(zhì)的任意組合。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述感應(yīng)接收模塊包括一個(gè)或多個(gè)用于感應(yīng)電磁場的接收線圈以及一將電磁場信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢l率的交變電信號(hào)的頻率匹配電路。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述電能轉(zhuǎn)換模塊包括一用于將交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載電器使用的直流電カ的整流電路。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述電能轉(zhuǎn)換模塊包括一用于將交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載電器使用的交流電カ的變頻電路。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述電能轉(zhuǎn)換模塊還包括一用于將電力功率匹配到適合負(fù)載電器使用的功率的功率轉(zhuǎn)換電路。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述功率轉(zhuǎn)換電路為用于升降電壓的升壓/降壓穩(wěn)壓電路。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述無線電能接收裝置還包括ー用于散發(fā)該裝置所產(chǎn)生熱能的散熱模塊。 作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述散熱模塊的散熱方式包括傳導(dǎo)散熱方式、對(duì)流散熱方式、輻射散熱方式、半導(dǎo)體制冷方式、化學(xué)制冷方式、或上述方式的任意組合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過在發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換為一定范圍的電磁場，在接收端通過線圈感應(yīng)電磁場并轉(zhuǎn)換為一定的電力，為負(fù)載電器供電，從而實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸。在電能發(fā)射端安裝ー散熱模塊，以散發(fā)無線電能發(fā)射過程中所產(chǎn)生的熱量，從而延長了系統(tǒng)的使用壽命；另外，在電能接收裝置端，安裝一可對(duì)電磁場進(jìn)行屏蔽的屏蔽模塊，以防止電磁場對(duì)電器零件的影響，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得以提升。


圖I是本發(fā)明ー實(shí)施方式中無線電能供電系統(tǒng)的工作原理示意 圖2是本發(fā)明ー實(shí)施方式中無線電能發(fā)射裝置的工作原理示意 圖3是本發(fā)明ー實(shí)施方式中全橋逆變拓?fù)涞碾娐吩硎疽鈭D； 圖4是本發(fā)明ー實(shí)施方式中半橋逆變拓?fù)涞碾娐吩硎疽? 圖5是本發(fā)明中LC諧振模組(串聯(lián)方式)的原理 圖6是本發(fā)明中LC諧振模組(并聯(lián)方式)的原理 圖7是本發(fā)明的無線電能發(fā)射系統(tǒng)中的控制方法流程 圖8是本發(fā)明ー實(shí)施方式中無線電能接收裝置的工作原理示意 圖9是本發(fā)明ー實(shí)施方式中功率轉(zhuǎn)換電路的工作原理 圖10是本發(fā)明另ー實(shí)施方式中功率轉(zhuǎn)換電路的工作原理 圖11是本發(fā)明另ー實(shí)施方式中無線電能接收裝置的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。首先，請(qǐng)參圖I所示，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中用于進(jìn)行無線電カ傳輸?shù)臒o線電能供電系統(tǒng)的工作原理示意圖。其中，此無線電能供電系統(tǒng)可用于家庭、辦公場所、酒店等等場合，具體地，其可為諸如電飯鍋、攪拌機(jī)、榨汁機(jī)、豆?jié){機(jī)等等廚房電器供電。為了實(shí)現(xiàn)電能進(jìn)行無線方式的傳輸，以滿足對(duì)負(fù)載電器的供電，此無線電能供電系統(tǒng)，包括ー無線電能發(fā)射裝置10和無線電能接收裝置20，具體工作原理便是無線電能發(fā)射裝置的輸入端連接ー交流電源網(wǎng)絡(luò)(國家電網(wǎng)所供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)市電(民用、商用等))，從而保證輸入ー穩(wěn)定的交流電カ(AC 220V)。無線電能發(fā)射裝置10包括一初級(jí)電源系統(tǒng)11和ー諧振電路12，初級(jí)電源系統(tǒng)11直接輸入交流電力，然后經(jīng)過逆變轉(zhuǎn)換輸出一定頻率的交流電信號(hào)，在將此交流電信號(hào)傳輸給與之相連的諧振電路12，此諧振電路包括ー個(gè)或者多個(gè)用于發(fā)射電磁場的發(fā)射線120。通過此無線電能發(fā)射裝置，便可在發(fā)射線圈的周邊一定范圍內(nèi)形成電磁場(即電磁波信號(hào))。在本發(fā)明具體實(shí)施方式
中，無線電能接收裝置20包括一感應(yīng)接收電路21和ー電能轉(zhuǎn)換模塊22。感應(yīng)接收電路包括ー處于電磁場范圍內(nèi)的一個(gè)或者多個(gè)接收線圈210，它感應(yīng)電磁場信號(hào)并通過此感應(yīng)接收電路將其轉(zhuǎn)化為一定頻率的交變電信號(hào)，交變電信號(hào)再傳輸給與感應(yīng)接收電路21相連的電能轉(zhuǎn)換模塊22進(jìn)行功率匹配、整流、濾波等等，從而輸出可供負(fù)載電器使用的電力。
參圖2所示，其為本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中無線電能發(fā)射裝置的工作原理示意圖。其中，該無線電能發(fā)射裝置10包括初級(jí)電路部分11和諧振電路部分12，具體地，初級(jí)電路部分11包括以下各功能模塊電磁兼容及電能轉(zhuǎn)換模塊111、電源供電電路以及電源時(shí)序控制電路112、主控制器113、逆變電路114、檢測電路115、驅(qū)動(dòng)電路116、散熱模塊117以及開關(guān)控制電路118組成。其中，諧振電路12是由電感、電容通過各種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接組成。需要說明的是，諧振電路包括發(fā)射線圈，此發(fā)射線圈即電路中電感部分。電磁兼容及電能轉(zhuǎn)換模塊111由電磁兼容電路和電能轉(zhuǎn)換模塊組成，電能轉(zhuǎn)換模塊可為半波整流電路、全波整流電路或者橋式整流電路。該電磁兼容及電能轉(zhuǎn)換模塊111與交流電源網(wǎng)絡(luò)相連，其輸入端接入交流電カ，并將交流電轉(zhuǎn)化為一定的交流電(ACO )或者直流電(DCO)，該電流轉(zhuǎn)換電路可直接為逆變電路114提供DCO為其供電，其還與電源供電電路112相連，并將ACO和DCO分別輸出給電源供電電路。時(shí)序控制電路112用于為整個(gè)系統(tǒng)的提供時(shí)序控制，其同樣由電源供電電路供電。主控制器113控制整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)作,其可為中央處理器(Central ProcessingUnit, CPU)、或者微處理單元(Micro Control Unit,MCU)、或者現(xiàn)場可編程門陣列(Field —Programmable Gate Array, FPGA)、或者具體特定功能的集成電路等等。逆變電路114與所述電磁兼容及電能轉(zhuǎn)換模塊111相連，將輸入的直流電DCO轉(zhuǎn)換為可供諧振的一定頻率的交流電信號(hào)，此處所述的一定頻率是指可滿足諧振電路的振蕩要求的頻率。請(qǐng)參照?qǐng)D3和圖4所示，為逆變諧振電路的兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(全橋逆變拓?fù)?、半橋逆變拓?fù)?。在全橋逆變拓?fù)潆娐分?，包括四個(gè)金氧半場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET) Ql、Q2、Q3、Q4,其中，LC諧振模組的兩輸入端分別連接于Ql與Q2之間、以及Q3與Q4之間；而在半橋逆變拓?fù)潆娐分?，包括兩個(gè)MOSFET管Q5、Q6和兩個(gè)電容Cl、C2，此時(shí)，LC諧振模組的兩輸入端分別連接于Q5與Q6之間、以及Cl與C2之間。繼續(xù)參照?qǐng)D2所示，檢測電路115用于檢測系統(tǒng)中ー些工作參數(shù)。其可與諧振電路直接相連用于檢測諧振電路的諧振頻率以及電流、電壓等等，在其他實(shí)施方式中，此電路還可用于檢測逆變電路開關(guān)管的電流、電壓、發(fā)射線圈的溫度等等信息，其目的便是，與系統(tǒng)中的主控制器相配合，將檢測的工作參數(shù)反饋給主控制器，主控制器根據(jù)當(dāng)前工作參數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行控制。此初級(jí)電源系統(tǒng)11還包括一連接于所述逆變電路114和主控制器113之間的用于提供為逆變電路提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路，其中，該驅(qū)動(dòng)電路接收主控制器發(fā)送的交變控制信號(hào)SI后，通過將SI放大為交變控制信號(hào)S2，以增強(qiáng)對(duì)逆變電路的驅(qū)動(dòng)能力。值得ー提的是，本實(shí)施方式中的散熱模塊117是為了解決發(fā)射線圈容易長生大量熱量而設(shè)置的，其目的便在于保證線圈及線圈周圍電路工作在安全溫度內(nèi)，從而保證系統(tǒng)的使用壽命得以延長。具體地，所述散熱模塊117的散熱方式可包括傳導(dǎo)散熱方式(例如在熱源附近加裝散熱片)、對(duì)流散熱方式(空氣流動(dòng))、輻射散熱方式(適當(dāng)加大熱源周圍的空間距離并合理設(shè)計(jì)散熱通道)、半導(dǎo)體制冷方式、化學(xué)制冷方式(水冷、或者液氮制冷、或其他化學(xué)制冷)等等。
優(yōu)選地，在本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中，散熱模塊117包括一風(fēng)扇控制模塊1170以及與所述風(fēng)扇控制模塊相連的風(fēng)扇1172，風(fēng)扇設(shè)置于系統(tǒng)中熱量產(chǎn)生器件(發(fā)射線圈)周邊，風(fēng)扇控制模塊1170由初級(jí)電源系統(tǒng)中電源供電電路112供電(DC3)并控制所述風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，風(fēng)扇控制模塊可與初級(jí)電源系統(tǒng)中的主控制器相連，主控制器可根據(jù)所檢測到的溫度變化，適應(yīng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速；在其它實(shí)施方式中，風(fēng)扇控制模塊也可直接與電源供電電路相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇運(yùn)作的控制。值得ー提的是，本實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)無線電能發(fā)射系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，該初級(jí)電源系統(tǒng)還包括一開關(guān)控制電路118，用以通過遙控器的方式控制無線電能發(fā)射的開啟或關(guān)閉。優(yōu)選地，此遙控器為射頻識(shí)別(RFID)遙控器，因其具有無指向性，用戶可以在任意角度進(jìn)行遙控，且靈敏度高、響應(yīng)速度快，而具有一定的優(yōu)勢。具體地，該開關(guān)控制電路包括ー遙控器發(fā)射電路1180和一遙控器接收電路1182，遙控器接收電路1182由電源供電電路112的DCl供電，遙控器發(fā)射電路1180發(fā)射一高頻信號(hào)后，遙控器接收電路1182接收其高頻信號(hào)并轉(zhuǎn)換為ー開關(guān)信號(hào)后，傳送至主控制器內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的開啟或關(guān)閉。接下來，繼續(xù)參圖2所示，介紹整個(gè)系統(tǒng)控制流程，具體為
當(dāng)系統(tǒng)接入交流電源網(wǎng)絡(luò)時(shí)，電源供電電路輸出DCl電壓給遙控器接收電路供電，此時(shí)遙控器接收電路正常工作，等待接收遙控器發(fā)射電路發(fā)射出來的高頻信號(hào)，此時(shí)，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)
當(dāng)觸發(fā)遙控器上面的開關(guān)按鍵時(shí)，遙控器發(fā)射電路發(fā)射出一高頻信號(hào)，遙控器接收板接收到該高頻信號(hào)后將其轉(zhuǎn)化為開關(guān)控制信號(hào)，并將其信號(hào)反饋給時(shí)序控制電路，時(shí)序控制電路通過軟件或硬件控制的方式實(shí)現(xiàn)直流電源開啟時(shí)序控制，具體電源開啟時(shí)序如下
1)、首先輸出DC2給主控器供電；
2)、其次輸出DC3、DC4、DC5、DC6分別給檢測電路和驅(qū)動(dòng)電路供電；
3)、再次輸出DCO作為逆變電路的輸入，同時(shí)供電電路的輸入電源由原來的ACO切換為DC0。通過以上過程來完成整個(gè)系統(tǒng)的開機(jī)。當(dāng)再一次觸發(fā)遙控器上面的開關(guān)按鍵時(shí)，遙控器發(fā)射電路發(fā)射出一高頻信號(hào)，遙控器接收板接收到該高頻信號(hào)后將其轉(zhuǎn)化為開關(guān)控制信號(hào)，并將其信號(hào)反饋給時(shí)序控制電路，時(shí)序控制電路通過軟件或硬件控制的方式實(shí)現(xiàn)直流電源的關(guān)閉時(shí)序控制，具體電源關(guān)閉時(shí)序如下
1)首先關(guān)掉DCO的輸出，用以關(guān)斷逆變電路的輸入電源；
2)其次關(guān)斷DC3、DC4、DC5、DC6的輸出；
3)同時(shí)供電電路的輸入電源由原來的DCO切換為AC0，電源供電電路僅僅輸出DCl電壓來給遙控器接收電路供電。通過以上過程來完成整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)機(jī)。以下，參圖5、6A、6B所示，本發(fā)明的LC諧振電路可為串聯(lián)方式和并聯(lián)方式，其中并聯(lián)方式分為兩種連接方式，因此電路原理為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，故，申請(qǐng)人在此不再贅述。接下來，請(qǐng)參圖7所示，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中電能發(fā)射系統(tǒng)的控制流程圖。本軟件在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)無線電能發(fā)射器逆變部分進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、頻率跟隨及系統(tǒng)保護(hù)等功倉^:。
具體控制流程為5101、系統(tǒng)上電，主控芯片完成系統(tǒng)初始化；
5102、檢測待機(jī)信號(hào)，若檢測到待機(jī)信號(hào)為高，則系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)(S103)，不進(jìn)行電磁場的發(fā)射；否則，進(jìn)入步驟S104。S104、以固定頻率驅(qū)動(dòng)逆變電路，進(jìn)行電磁場的發(fā)射；
之后，分別檢測負(fù)載檢測信號(hào)(S105)、是否有過流等異常信號(hào)(S106)以及系統(tǒng)頻率是否超出范圍(S107)，會(huì)有以下動(dòng)作
如果頻率范圍超出范圍，驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高并關(guān)閉逆變器(S109)，否則系統(tǒng)繼續(xù)正常エ
作；
如果過流信號(hào)為高，驅(qū)動(dòng)信號(hào)置高并關(guān)閉逆變器(S109)，否則系統(tǒng)繼續(xù)正常工作；
檢測負(fù)載信號(hào)后還需檢測負(fù)載信號(hào)持續(xù)時(shí)間(S108)，若結(jié)果為不足設(shè)定時(shí)間，則跳轉(zhuǎn)S105，若結(jié)果為超過設(shè)定時(shí)間，則跳轉(zhuǎn)S109。.
參圖8所示，其為本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中無線電能接收裝置的工作原理示意圖，該裝置用于上述無線電能發(fā)射裝置所發(fā)射的電磁場轉(zhuǎn)化為電力，輸出給電器使用。具體地，在本實(shí)施方式中，該裝置包括感應(yīng)接收模塊21、電能轉(zhuǎn)換模塊22、屏蔽模塊23。感應(yīng)接收模塊21包括處于電磁場中的ー個(gè)或多個(gè)接收線圈210和一與接收線圈連接的頻率匹配電路212，用于感應(yīng)無線電能發(fā)射裝置所發(fā)射的電磁場，以產(chǎn)生交變電信號(hào)；電能轉(zhuǎn)換模塊22連接于感應(yīng)接收模塊21與負(fù)載電器24之間，用于將所述交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可供負(fù)載電器24使用的電カ。值得ー提的是，屏蔽模塊23設(shè)置于感應(yīng)接收模塊與負(fù)載電器內(nèi)各元器件之間，可為鐵氧體材料制成，用于屏蔽電磁場，以避免對(duì)負(fù)載電器內(nèi)各元器件的干擾。優(yōu)選地，在本發(fā)明ー實(shí)施方式中，屏蔽模塊可為涂覆于負(fù)載電器上(比如電飯鍋的鍋底上)的屏蔽漆、或者鐵氧體、或者其他導(dǎo)磁材料，其中，屏蔽漆為可噴涂的ー種油漆，干燥形成漆膜后能起到屏蔽電磁場的作用，從而起到屏蔽電磁波干擾的功能；在其他實(shí)施方式中，屏蔽模塊也可為設(shè)置于感應(yīng)接收模塊與負(fù)載電器內(nèi)各元器件之間的金屬材料(絲、片、網(wǎng)等)、或?qū)щ娤鹉z(不同導(dǎo)電填充物)、或?qū)щ姴?、或?qū)Т挪牧?如鐵氧體)、指形簧片(不同表面涂覆層)等等。在本發(fā)明ー實(shí)施方式中，電能轉(zhuǎn)換模塊包括一用于將交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載電器使用的直流電カ的整流電路220和一用于將電力功率匹配到適合負(fù)載電器使用的功率的功率轉(zhuǎn)換電路222，其中，功率轉(zhuǎn)換電路的功率轉(zhuǎn)換方式可包括線性方式和開關(guān)方式。參圖9與圖10所示，在本發(fā)明ー優(yōu)選實(shí)施方式中，功率轉(zhuǎn)換電路可具體為用于對(duì)電壓進(jìn)行提升的升壓電路(Boost)(圖9所示)或者對(duì)電壓進(jìn)行降低的降壓電路(Buck)(圖10所示)，主要目的為提供給電器以穩(wěn)定的電壓。此為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技木，故在此不再贅述。圖11為本發(fā)明的無線電能接收裝置的另ー實(shí)施方式的工作原理示意圖。其中，電能轉(zhuǎn)換模塊22包括一用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載電器使用穩(wěn)定的交流電壓和頻率的變頻電路226。當(dāng)然，需要說明的是，本說明僅僅介紹了電能轉(zhuǎn)換模塊的兩個(gè)示范性實(shí)施例，上述的整流電路、功能轉(zhuǎn)換電路、變頻電路均不互相影響，即在同一實(shí)施方式中，它們可以互相共存。值得ー提的是，參圖8與圖11所示，本發(fā)明的無線電能接收裝置也同樣具備線圈，其同樣也會(huì)產(chǎn)生大量熱能，所以，為了保證其良好散熱效能，該無線電能接收裝置還包括一用于散發(fā)該裝置所產(chǎn)生熱能的散熱模塊25。具體地，所述散熱模塊25的散熱方式可包括傳導(dǎo)散熱方式(例如在熱源附近加裝散熱片)、對(duì)流散熱方式(空氣流動(dòng))、輻射散熱方式(適當(dāng)加大熱源周圍的空間距離并合理設(shè)計(jì)散熱通道)、半導(dǎo)體制冷方式、化學(xué)制冷方式(水冷、或者液氮制冷、或其他化學(xué)制冷)等等。綜上所述，本發(fā)明通過在發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換為一定范圍的電磁場，在接收端通過線圈感應(yīng)電磁場并轉(zhuǎn)換為一定的電力，為負(fù)載電器供電，從而實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸。在電能發(fā)射端安裝一散熱模塊，以散發(fā)無線電能發(fā)射過程中所產(chǎn)生的熱量，從而延長了系統(tǒng)的使用壽命；另外，在電能接收裝置端，安裝一可對(duì)電磁場進(jìn)行屏蔽的屏蔽模塊，以防止電磁場對(duì)電器零件的影響，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得以提升。應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一 個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為ー個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無線電能發(fā)射裝置，其特征在干，該無線電能發(fā)射裝置包括 初級(jí)電源系統(tǒng)，將電力轉(zhuǎn)換為一定頻率的交流電信號(hào)； 諧振電路，與所述初級(jí)電源系統(tǒng)連接，接收所述交流電信號(hào)并轉(zhuǎn)化為一定頻率的可以用于發(fā)射的電磁場，該諧振電路包括ー個(gè)或多個(gè)用于發(fā)射電磁場的發(fā)射線圈； 散熱模塊，用于散發(fā)無線電能發(fā)射裝置所產(chǎn)生的熱能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述散熱模塊的散熱方式包括傳導(dǎo)散熱方式、對(duì)流散熱方式、輻射散熱方式、半導(dǎo)體制冷方式、化學(xué)制冷方式、或上述方式的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述初級(jí)電源系統(tǒng)包括一用于遠(yuǎn)程控制無線電能發(fā)射裝置的開啟或關(guān)閉的開關(guān)控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)射裝置，其特征在于，該開關(guān)控制模塊應(yīng)用射頻識(shí)別技木，其包括 ー遙控器發(fā)射電路，用于發(fā)射一高頻信號(hào)； 一遙控器接收電路，用于接收所述高頻信號(hào)并轉(zhuǎn)化為開關(guān)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述初級(jí)電源系統(tǒng)包括 一電能轉(zhuǎn)換模塊，與外部交流電網(wǎng)絡(luò)相連，并將交流電轉(zhuǎn)化為一定電壓的交流電或者直流電； 一逆變電路，與所述電流轉(zhuǎn)換電路相連，將輸入的直流電轉(zhuǎn)換為可供諧振的一定頻率的交流電信號(hào)； 一電源供電電路，與所述電流轉(zhuǎn)換電路相連并為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供給； 一時(shí)序控制電路，為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)序控制；以及 一主控制器，至少用于控制所述逆變電路的運(yùn)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述初級(jí)電源系統(tǒng)還包括一用于檢測系統(tǒng)的工作參數(shù)的檢測電路模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述檢測電路模塊所檢測的工作參數(shù)包括諧振電路的諧振頻率、電流、電壓，逆變電路開關(guān)管的電流、電壓或者發(fā)射線圈的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述初級(jí)電源系統(tǒng)還包括一連接于所述逆變電路和控制電路之間的用于驅(qū)動(dòng)所述逆變電路運(yùn)作的驅(qū)動(dòng)電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射裝置，其特征在干，所述散熱模塊包括一風(fēng)扇控制模塊以及與所述風(fēng)扇控制模塊相連的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇控制模塊由初級(jí)電源系統(tǒng)供電并控制所述風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述風(fēng)扇控制模塊與初級(jí)電源系統(tǒng)中的控制器相連，控制器可根據(jù)溫度變化適應(yīng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述逆變電路包括全橋逆變電路、或者半橋逆變電路、或者以上兩者的組合。
12.—種應(yīng)用權(quán)利要求f 11任意一項(xiàng)所述的無線電能發(fā)射裝置的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)還包括ー無線電能接收裝置，該裝置包括 一感應(yīng)接收模塊，用于感應(yīng)無線電能發(fā)射裝置所發(fā)射的電磁場，以產(chǎn)生交變電信號(hào)；一電能轉(zhuǎn)換模塊，連接于感應(yīng)接收模塊與負(fù)載電器之間，用于將所述交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可供負(fù)載電器使用的電カ； ー屏蔽模塊，設(shè)置于感應(yīng)接收模塊與負(fù)載電器內(nèi)各元器件之間，用于屏蔽電磁場。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽模塊包括涂覆于負(fù)載電器上的屏蔽漆、或鐵氧體、或其他導(dǎo)磁材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽模塊包括設(shè)置于感應(yīng)接收模塊與負(fù)載電器內(nèi)各元器件之間的金屬材料、或?qū)щ娤鹉z、或?qū)щ姴?、或?qū)Т挪牧?、或上述材質(zhì)的任意組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述感應(yīng)接收模塊包括一個(gè)或多個(gè)用于感應(yīng)電磁場的接收線圈以及一將電磁場信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢l率的交變電信號(hào)的頻率匹配電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換模塊包括一用于將交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載電器使用的直流電カ的整流電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換模塊包括一用于將交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合負(fù)載電器使用的交流電カ的變頻電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求15 17中任意一項(xiàng)所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換模塊還包括一用于將電力功率匹配到適合負(fù)載電器使用的功率的功率轉(zhuǎn)換電路。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述功率轉(zhuǎn)換電路為用于升降電壓的升壓/降壓穩(wěn)壓電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述無線電能接收裝置還包括ー用于散發(fā)該裝置所產(chǎn)生熱能的散熱模塊。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的無線電能供電系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱模塊的散熱方式包括傳導(dǎo)散熱方式、對(duì)流散熱方式、輻射散熱方式、半導(dǎo)體制冷方式、化學(xué)制冷方式、或上述方式的任意組合。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種包括無線電能發(fā)射、接收裝置的無線電能供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過將電力轉(zhuǎn)化為電磁場進(jìn)行電能的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)電能以無線方式進(jìn)行供電。其中，無線電能發(fā)射端包括一散熱模塊和一用于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)開啟或關(guān)閉的開關(guān)控制模塊，無線電能接收端設(shè)置有一可對(duì)電磁場進(jìn)行有效屏蔽的屏蔽模塊，本發(fā)明具備較佳的散熱效果，系統(tǒng)的使用壽命得以提升，并且通過對(duì)電磁場進(jìn)行屏蔽，可保證用電電器內(nèi)部元器件不受電磁干擾，從而保證了電器的正常工作，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得以提升。
文檔編號(hào)H02J17/00GK102647030SQ20121009517
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者婁兵兵, 孫會(huì), 張衍昌, 李聃, 秦超, 龍海岸 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 海爾集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心