一种空心非接触变压器传能结构及传能方法技术

本发明专利技术属于非接触电能传输技术领域，特别是涉及一种空心非接触变压器传能结构。所示传能结构包括发电模块、整流模块、原边骨架和副边骨架；发电模块与原边骨架连接，并安装于原边骨架内；发电模块包括相互连接的电流电压转换电路和谐振耦合电路，电流电压转换电路用于将外部接入的电压进行转换；谐振耦合电路与原边骨架的电感线圈连接，用于输出谐振频率；副边骨架的电感线圈感应原边骨架的电感线圈的谐振频率以产生交流电流，并传输给整流模块；整流模块将交流电流转换为直流电并输出给外部负载。本发明专利技术能够实现电能的无线传输，提高系统的稳定性和增强电能的传输效率。系统的稳定性和增强电能的传输效率。系统的稳定性和增强电能的传输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种空心非接触变压器传能结构及传能方法


[0001]本专利技术属于非接触电能传输
，特别是涉及一种空心非接触变压器传能结构及传能方法。

技术介绍

[0002]非接触电能传输系统是旋转体基站的重要组成部分，对旋转体基站系统的工作状态及工作性能起到关键作用。目前存在某些测量系统使用旋转体基站方法进行试验，故需要结构简易且性能稳定的非接触电能传输方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的：提供一种空心非接触变压器传能结构，能够实现电能的无线传输，提高系统的稳定性和增强电能的传输效率。
[0004]本专利技术的技术方案是，提供一种空心非接触变压器传能结构，所示传能结构包括发电模块、整流模块、原边骨架和副边骨架；发电模块与原边骨架连接，并安装于原边骨架内；发电模块包括相互连接的电压转换电路和谐振耦合电路，电压转换电路用于将外部接入的电压进行转换；谐振耦合电路与原边骨架的电感线圈连接；谐振耦合电路用于输出特定谐振频率的电信号给原边骨架的电感线圈，原边骨架的电感线圈将特定谐振频率的电信号转换成电磁信号，传递至副边骨架的电感线圈；
[0005]副边骨架的电感线圈感应原边骨架的电感线圈的电磁信号以产生交流电流，并传输给整流模块；整流模块将交流电流转换为直流电并输出给外部负载。
[0006]可选地，电压转换电路包括电压转换模块；电压转换模块包括DC稳压器芯片U1、电阻R1和电阻R2，DC稳压器芯片U1的输入端IN与外部电源连接，DC稳压器芯片U1的输出端OUT1和输出端OUT2均与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端与电阻R2及DC稳压器芯片U1的GND端连接；电阻R2的一端与电阻R1及DC稳压器芯片U1的GND端连接，另一端接地；DC稳压器芯片U1的输出端OUT1和输出端OUT2为电压转换电路的输出端VCC。
[0007]可选地，电压转换电路还包括保护电路模块、第一电容滤波模块和第二电容滤波模块；
[0008]其中，保护电路模块包括串联的PTC保险丝和二极管D1，PTC保险丝的一端与外部电源输入端2连接，另一端与二极管D1正极连接，二极管D1负极与外部电源输入端1之间并联第一电容滤波模块；二极管D1负极与DC稳压器芯片U1的输入端IN连接，外部电源输入端1接地；第一电容滤波模块为多个并联电容；
[0009]DC稳压器芯片U1的输出端OUT1和输出端OUT2与第二电容滤波模块的一端连接，第二电容滤波模块的另一端接地；第二电容滤波模块为多个并联电容。
[0010]可选地，谐振耦合电路包括：半桥驱动芯片U2、电阻R4、电容C12和第一芯片驱动电路和第二芯片驱动电路；半桥驱动芯片U2型号为IR2153；
[0011]半桥驱动芯片U2的VCC端与电压转换电路的输出端VCC及二极管D2的正极连接；半
桥驱动芯片U2的RT端与电阻R4的一端连接；半桥驱动芯片U2的CT端与电阻R4的另一端及电容C12的一端连接；半桥驱动芯片U2的COM端与电容C12的另一端连接并接地；半桥驱动芯片U2的VB端与二极管D2的负极及电容C10的一端连接；半桥驱动芯片U2的HO端与第一芯片驱动电路连接；半桥驱动芯片U2的VS端与电容C10的另一端、原边骨架的电感线圈L2的一端及第一芯片驱动电路连接；半桥驱动芯片U2的LO端与第二芯片驱动电路连接；其中，第一芯片驱动电路和第二芯片驱动电路用于驱动半桥驱动芯片U2。
[0012]可选地，第一芯片驱动电路包括电阻R3、MOS管Q1和电容C11，电阻R3的一端与半桥驱动芯片U2的HO端连接，另一端与MOS管Q1的栅极连接；MOS管Q1的漏级与电容C11的一端及外部24V电源连接；MOS管Q1的源级与半桥驱动芯片U2的VS端、原边骨架的电感线圈L2的一端及第二芯片驱动电路连接；电容C11的另一端与原边骨架的电感线圈L2的另一端及第二芯片驱动电路连接；
[0013]第二芯片驱动电路包括电阻R5、MOS管Q2和电容C13，电阻R5的一端与半桥驱动芯片U2的LO端连接，另一端与MOS管Q2的栅极连接；MOS管Q2的漏级与半桥驱动芯片U2的VS端、原边骨架的电感线圈L2的一端及MOS管Q2的源级连接；MOS管Q2的源级与电容C13的一端连接并接地；电容C13另一端与原边骨架的电感线圈L2的另一端连接。
[0014]可选地，MOS管Q1、MOS管Q2的型号为IRFR3410。
[0015]可选地，整流模块包括全桥整流电路和第三电容滤波电路；
[0016]其中，全桥整流电路包括二极管D3、D4、D5和D6；D3的正极与副边骨架的电感线圈L1的AC1接线端连接，D3的负极与D4的负极连接；D4的正极与副边骨架的电感线圈L1的AC2接线端、D6的负极连接；D6的正极与D5的正极连接；D5的负极与D3的正极连接；D4的负极与D6的正极之间并联第三电容滤波电路；第三电容滤波电路为多个并联的电容，用于滤波；D4的负极与整流模块的输出端VCC1连接，D6的正极接地。
[0017]可选地，原边骨架和副边骨架均包括环形骨架，及逆时针绕环形骨架的漆包线；
[0018]其中，原边骨架的环形骨架与副边骨架的环形骨架上下非接触设置。
[0019]另一方面，提供一种空心非接触变压器传能方法，利用如上所述的传能结构，所述方法包括：不同的外部电源通过配置电源电压输出电路的电阻参数以输出稳定的电路工作电压；配置谐振耦合电路的电阻参数，以得到预计的振荡频率，并判断频率是否满足要求；
[0020]通过原边骨架的电感线圈和副边骨架的电感线圈进行非接触电磁能量传输；
[0021]整流模块将副边骨架感应到的电能滤波整流为稳定输出的驱动电流，并输出给外部负载；若出现负载激光器不亮或测试输出的负载电流不满足要求，判断传能结构出现故障。
[0022]本专利技术的技术效果：
[0023]本专利技术较以往电路布局复杂、功耗高效率低、整体性价比较低的变压器传能结构，本专利技术具有模块化设计，易于排查问题、电能传输效率更高，并且制作成本低等优点，可适用于非接触旋转台体能量传输系统。
[0024]本专利技术的输出电流为经过滤波整流模块后的直流电流，在经过稳压芯片进行负载驱动，可以保证负载稳定工作。
附图说明
[0025]图1是本实施例电流电压转换电路示意图；
[0026]图2是本实施例谐振耦合电路示意图；
[0027]图3是本实施例的全桥整流滤波电路示意图；
[0028]图4是空心非接触变压器传能示意图。
具体实施方式
[0029]实施例1
[0030]本实施例，提供一种空心非接触变压器传能结构，所述传能结构包括发电模块、整流模块、原边骨架和副边骨架。
[0031]其中，发电模块与原边骨架连接，并安装于原边骨架内；发电模块用于将外部接入的电源电压进行转换。发电模块包括电压转换电路和谐振耦合电路。电压转换电路用于将外部接入的24V交流电转换为12V直流电；谐振耦合电路与原边骨架的电感线圈连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空心非接触变压器传能结构，其特征在于，所示传能结构包括发电模块、整流模块、原边骨架和副边骨架；发电模块与原边骨架连接，并安装于原边骨架内；发电模块包括相互连接的电压转换电路和谐振耦合电路，电压转换电路用于将外部接入的电压进行转换；谐振耦合电路与原边骨架的电感线圈连接；谐振耦合电路用于输出特定谐振频率的电信号给原边骨架的电感线圈，原边骨架的电感线圈将特定谐振频率的电信号转换成电磁信号，传递至副边骨架的电感线圈；副边骨架的电感线圈感应原边骨架的电感线圈的电磁信号以产生交流电流，并传输给整流模块；整流模块将交流电流转换为直流电并输出给外部负载。2.根据权利要求1所述的空心非接触变压器传能结构，其特征在于，电压转换电路包括电压转换模块；电压转换模块包括DC稳压器芯片U1、电阻R1和电阻R2，DC稳压器芯片U1的输入端IN与外部电源连接，DC稳压器芯片U1的输出端OUT1和输出端OUT2均与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端与电阻R2及DC稳压器芯片U1的GND端连接；电阻R2的一端与电阻R1及DC稳压器芯片U1的GND端连接，另一端接地；DC稳压器芯片U1的输出端OUT1和输出端OUT2为电压转换电路的输出端VCC。3.根据权利要求2所述的空心非接触变压器传能结构，其特征在于，电压转换电路还包括保护电路模块、第一电容滤波模块和第二电容滤波模块；其中，保护电路模块包括串联的PTC保险丝和二极管D1，PTC保险丝的一端与外部电源输入端2连接，另一端与二极管D1正极连接，二极管D1负极与外部电源输入端1之间并联第一电容滤波模块；二极管D1负极与DC稳压器芯片U1的输入端IN连接，外部电源输入端1接地；第一电容滤波模块为多个并联电容；DC稳压器芯片U1的输出端OUT1和输出端OUT2与第二电容滤波模块的一端连接，第二电容滤波模块的另一端接地；第二电容滤波模块为多个并联电容。4.根据权利要求3所述的空心非接触变压器传能结构，其特征在于，谐振耦合电路包括：半桥驱动芯片U2、电阻R4、电容C12和第一芯片驱动电路和第二芯片驱动电路；半桥驱动芯片U2型号为IR2153；半桥驱动芯片U2的VCC端与电压转换电路的输出端VCC及二极管D2的正极连接；半桥驱动芯片U2的RT端与电阻R4的一端连接；半桥驱动芯片U2的CT端与电阻R4的另一端及电容C12的一端连接；半桥驱动芯片U2的COM端与电容C12的另一端连接并接地；半桥驱动芯片U2的VB端与二极管D2的负极及电容C10的一端连接；半桥驱动芯片U2的HO端与第一芯片驱动电路连接；半桥驱动芯片U2的VS端与电容C10的另一端、原边骨架的电感线圈L...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟秋刚，刘强，张丹，高艳杰，黄勇，
申请(专利权)人：中航高科智能测控有限公司北京瑞赛长城航空测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：