本發(fā)明涉及智能交通技術領域，具體而言，涉及一種地磁車檢器無線充電系統(tǒng)及方法。

背景技術：

目前市場上用來交通信息采集的技術主要有地感線圈、微波、視頻、地磁等，各有優(yōu)勢，其中地磁車檢器越來越受到重視并得到廣泛地應用。但是目前采用的地磁車檢器在電池耗盡以后需要施工把設備從地下取出來整體更換或者更換電池，操作工作太過麻煩，并且還會對正常交通造成一定的影響，特別是車輛量很大的路口。在現(xiàn)有的實用新型專利中已經提出了一種帶無線充電功能的車檢器(CN205211169U)，但是沒有無線充電的具體實現(xiàn)方法，本發(fā)明主要針對車檢器的充電部分提供一種具體便捷的無線充電系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種地磁車檢器無線充電系統(tǒng)，以實現(xiàn)通過無線連接的方式對地磁車檢器進行充電，從而不必再施工破壞路面影響正常的交通，給實際工作帶來了極大的便利同時節(jié)省了大量的人力物力。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種地磁車檢器無線充電方法，以實現(xiàn)通過無線連接的方式對地磁車檢器進行充電，從而不必再施工破壞路面影響正常的交通，給實際工作帶來了極大的便利同時節(jié)省了大量的人力物力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種地磁車檢器無線充電系統(tǒng)，用于對地磁車檢器進行無線充電，所述地磁車檢器無線充電系統(tǒng)包括220V標準電壓接口、蓄電池充電器、蓄電池、推挽式E類放大器、發(fā)射諧振體和所述地磁車檢器電源，所述地磁車檢器電源包括接收諧振體、整流橋和車檢器供電電池，所述220V標準電壓接口、蓄電池充電器、蓄電池、推挽式E類放大器、發(fā)射諧振體依次連接，所述發(fā)射諧振體與所述接收諧振體無線連接，所述接收諧振體、整流橋、車檢器供電電池依次連接；

所述220V標準電壓接口和蓄電池充電器用于給蓄電池充電；

所述蓄電池用于在所述車檢器供電電池需要充電的時候將所述直流電能傳輸至所述推挽式E類放大器；

所述推挽式E類放大器用于將接收到的所述直流電能轉換成交流電能，并將所述交流電能傳輸至所述發(fā)射諧振體；

所述發(fā)射諧振體用于將所述交流電能轉換為電磁能然后無線傳輸至所述接收諧振體；

所述接收諧振體用于將接收的所述電磁能轉換為交流電能然后傳輸至所述整流橋；

所述整流橋用于將所述交流電能轉換成直流電能，并將所述直流電能傳輸至所述車檢器供電電池，供所述車檢器供電電池充電。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種地磁車檢器無線充電方法，應用于地磁車檢器無線充電系統(tǒng)，所述地磁車檢器無線充電系統(tǒng)包括220V標準電壓接口、蓄電池充電器、蓄電池、推挽式E類放大器、發(fā)射諧振體和所述地磁車檢器電源，所述地磁車檢器電源包括接收諧振體、整流橋和車檢器供電電池，所述220V標準電壓接口、蓄電池充電器、蓄電池、推挽式E類放大器、發(fā)射諧振體依次連接，所述發(fā)射諧振體與所述接收諧振體無線連接，所述接收諧振體、整流橋、車檢器供電電池依次連接；所述地磁車檢器無線充電方法包括：

所述220V標準電壓接口和蓄電池充電器用于給蓄電池充電；

所述蓄電池在所述車檢器供電電池需要充電的時候將所述直流電能傳輸至所述推挽式E類放大器；

所述推挽式E類放大器將接收到的所述直流電能轉換成交流電能，并將所述交流電能傳輸至所述發(fā)射諧振體；

所述發(fā)射諧振體將所述交流電能轉換為電磁能然后無線傳輸至所述接收諧振體；

所述接收諧振體用于將接收的所述電磁能轉換為交流電能然后傳輸至所述整流橋；

所述整流橋將所述交流電能轉換成直流電能，并將所述直流電能傳輸至所述車檢器供電電池，供所述車檢器供電電池充電。

本發(fā)明實施例提供的一種地磁車檢器無線充電系統(tǒng)及方法，所述地磁車檢器無線充電系統(tǒng)包括220V標準電壓接口、蓄電池充電器、蓄電池、推挽式E類放大器、發(fā)射諧振體和地磁車檢器電源，所述地磁車檢器電源包括接收諧振體、整流橋和車檢器供電電池。220V標準電壓接口和蓄電池充電器用于給蓄電池充電，蓄電池在所述車檢器供電電池需要充電的時候將直流電能發(fā)送至推挽式E類放大器，推挽式E類放大器將直流電能轉換成交流電能后發(fā)送至發(fā)射諧振體，發(fā)射諧振體將交流電能轉換為電磁能后無線發(fā)送至接收諧振體，接收諧振體將接收的電磁能轉換為交流電能后發(fā)送至整流橋，整流橋將交流電能轉換成直流電能對所述車檢器供電電池進行充電。通過地磁車檢器無線充電系統(tǒng)中發(fā)射諧振體和接收諧振體之間無線傳輸電磁能，實現(xiàn)了對地磁車檢器的電池的無線充電，進而避免了破壞路面將地磁車檢器從地下取出，極大地節(jié)省了工作量。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的地磁車檢器無線充電系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2示出了本發(fā)明實例提供的推挽式E類放大器的電路原理圖。

圖3示出了本發(fā)明實施例提供的整流橋、DC-DC變換器的電路原理圖。

圖4示出了本發(fā)明實施例提供的地磁車檢器無線充電方法的流程圖。

圖示：10-地磁車檢器無線充電系統(tǒng)；110-220V標準電壓接口；120-蓄電池充電器；130-蓄電池；140-推挽式E類放大器；150-定向耦合器；160-發(fā)射諧振體；170-地磁車檢器電源；171-接收諧振體；172-整流橋；173-DC-DC變換器；174-車檢器供電電池；175-充電管理模塊。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明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發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本發(fā)明的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

請參照圖1，是本發(fā)明實施例提供的地磁車檢器無線充電系統(tǒng)10的結構示意圖。地磁車檢器常鋪設于地下，用于檢測路過車輛的信息，檢測效率高，在城市交通中的應用越來越普及。但是由于當車檢器供電電池174的電量耗盡時，需要人為地從地下取出地磁車檢器，進而對地磁車檢器電源170更換車檢器供電電池174，此更換車檢器供電電池174需要破壞路面，甚至影響該道路上的車輛通行，非常不方便。在本實施例提供的地磁車檢器無線充電系統(tǒng)10能實現(xiàn)對地磁車檢器電源170進行無線充電，不會再對路面造成破壞影響交通進而極大地方便了工作的順利開展。

該地磁車檢器無線充電系統(tǒng)10包括220V標準電壓接口110、蓄電池充電器120、蓄電池130、推挽式E類放大器140、發(fā)射諧振體160及地磁車檢器電源170。220V標準電壓接口110、蓄電池充電器120、蓄電池130、推挽式E類放大器140、發(fā)射諧振體160以及地磁車檢器電源170依次連接，地磁車檢器電源170包括接收諧振體171、整流橋172和車檢器供電電池174，接收諧振體171、整流橋172和車檢器供電電池174依次連接。

220V標準電壓接口110和蓄電池充電器120用于給蓄電池130充電。

當?shù)卮跑嚈z器170的車檢器供電電池174電壓過低，即需要對車檢器供電電池174進行充電時，蓄電池130將自身存儲的直流電能傳輸至推挽式E類放大器140。

推挽式E類放大器140用于將接收到的直流電能轉換至交流電能，并將轉換后的交流電能傳輸至發(fā)射諧振體160。該推挽式E類放大器140在滿足ZVS(zero-voltage switching,零電壓開關)的條件時，傳輸效率可達100％，實際應用中受到電路參數(shù)的限制往往有所降低。該ZVS指當開關從關斷狀態(tài)轉變?yōu)閷顟B(tài)時，集電極或者漏極的電壓等于零。同時，在輸入相同直流電壓下，推挽式E類放大器140的輸出功率是普通E類放大器的輸出功率的4倍左右(隨實際參數(shù)的變化會有所不同)，容易理解，當輸出功率一定時，推挽式E類放大器140需要輸入的直流電壓將比單E類放大器需要輸入的直流電壓更低，進而與推挽式E類放大器140連接的元器件所承受的電壓應力也相應地降低，大大降低了對器件參數(shù)的要求，因此使用推挽式E類放大器140將直流電能轉換為交流電能效率更高，元器件負擔更小。

發(fā)射諧振體160用于將接收的交流電能轉換為電磁能后無線傳輸至接收諧振體171，發(fā)射諧振體160與接收諧振體171通過諧振式磁耦合無線傳輸電磁能。同時由于地磁車檢器設置于地下，為方便安裝及取出一般體積較小，因此要求接收諧振體171的體積不能過大。在本實施例中，接收諧振體171包括平面螺旋電感(圖中未示出)和電容(圖中未示出)，平面螺旋電感與電容并聯(lián)設置于接收諧振體171內。平面螺旋電感內徑為57mm，即平面螺旋電感內部最小圓的半徑為57mm，平面螺旋電感外徑為126mm，即平面螺旋電感最大圓的半徑為126mm。發(fā)射諧振體160也包括平面螺旋電感和電容，且發(fā)射諧振體160內的平面螺旋電感和電容的參數(shù)與接收諧振體171內的平面螺旋電感和電容一致，使得發(fā)射諧振體160能更好地將電磁能無線傳輸至接收諧振體171。

接收諧振體171接收電磁能后，將接收的電磁能轉換為交流電能傳輸至整流橋172。整流橋172用于將交流電能轉換為直流電能，并將直流電能傳輸至車檢器供電電池174對車檢器供電電池174進行充電。

該地磁車檢器無線充電系統(tǒng)10還包括定向耦合器150，該地磁車檢器電源170還包括DC-DC變換器173和充電管理模塊175。定向耦合器150分別與推挽式E類放大器140和發(fā)射諧振體160連接。DC-DC交換器173分別與整流橋172和車檢器供電電池174連接，充電管理模塊175分別與DC-DC變換器173和車檢器供電電池174。

DC-DC變換器173用于將整流橋172輸出的直流電能的電壓轉換為車檢器供電電池預設電壓值后為車檢器供電電池174進行充電，該車檢器供電電池預設電壓值根據(jù)車檢器供電電池174的額定電壓設置，即當車檢器供電電池174的額定電壓為24V時，車檢器供電電池預設電壓值設置為24V，進而DC-DC變換器173將整流橋172輸出的直流電能的電壓轉換成24V電壓后對車檢器供電電池174進行充電，進而有效地避免了整流橋172輸出的直流電能的電壓過大直接對車檢器供電電池174進行充電時，容易導致車檢器供電電池174損壞。

定向耦合器150的輸入端與推挽式E類放大器140連接，直通端與發(fā)射諧振體160連接，定向耦合器150的隔離端電壓值與耦合端電壓值之比就是反射系數(shù)，反射系數(shù)越小發(fā)射諧振體160與接收諧振體171之間的傳輸效率就越大。工作人員根據(jù)該傳輸效率不斷調整發(fā)射諧振體160和接收諧振體171之間的相對位置，從而使得發(fā)射諧振體160和接收諧振體171之間的傳輸效率更高。

充電管理模塊175用于實時監(jiān)測車檢器供電電池174的電量，當車檢器供電電池174的電量低于預設閾值時，充電管理模塊175利用車檢器自帶的無線通訊模塊向交通信息管理中心發(fā)出提示信息，該預設閾值存儲于充電管理模塊175中。如該預設閾值為5V，當電池的電壓不足5V時，充電管理模塊175利用車檢器自帶的無線通訊模塊向交通信息管理中心發(fā)出提示信息，該提示信息可以是，但不限于，車檢器供電電池174電量不足等文字提示。工作人員根據(jù)提示信息，及時對車檢器供電電池174進行充電，以有效保證地磁車檢器正常運行。

如圖2所示，是本發(fā)明實施例提供的蓄電池130和推挽式E類放大器140的電路原理圖。

蓄電池130向推挽式E類放大器140輸出直流電能，即蓄電池130通過扼流電感L與開關器件M的漏極連接，電容Cp與開關器件M并聯(lián)，槽路電感Ls、槽路電容Cs和定向耦合器150連接在兩個開關器件M的漏極之間。

如圖3所示，是本發(fā)明實施例提供的整流橋172、DC-DC變換器173電路原理圖。

端口連接接收諧振體171輸出交流電壓，交流電壓經過整流橋172轉換后輸出直流電壓，該直流電壓輸出至DC-DC變換器173一次側，使用R1、C2和D1組成RCD漏感吸收電路，當開關管開通時，DC-DC變換器173存儲能量，負載(R3及電池174)的電量由電容C3放電提供。當開關管斷開時，DC-DC變換器173二次側釋放能量，其輸出連接二極管D2，經過電容C3輸出至電池174對車檢器供電電池174進行充電。

如圖4所示，是本發(fā)明實施例提供的地磁車檢器170無線充電方法的流程圖。該地磁車檢器無線充電方法應用于地磁車檢器無線充電系統(tǒng)10，該地磁車檢器無線充電方法利用220V標準電壓對車檢器供電電池174進行無線充電，該方法包括：

步驟S110，所述蓄電池在所述車檢器供電電池需要充電的時候將所述直流電能傳輸至所述推挽式E類放大器。

步驟S120，所述推挽式E類放大器將接收到的所述直流電能轉換成交流電能，并將所述交流電能傳輸至所述發(fā)射諧振體。

步驟S130，所述定向耦合器檢測所述發(fā)射諧振體的反射系數(shù)，根據(jù)反射系數(shù)得到傳輸效率，所述傳輸效率為所述發(fā)射諧振體向所述接收諧振體傳輸交流電能的效率。

步驟S140，所述發(fā)射諧振體將所述交流電能轉換為電磁能然后無線傳輸至所述接收諧振體。

步驟S150，所述接收諧振體將接收的所述電磁能轉換為交流電能傳輸至所述整流橋。

步驟S160，所述整流橋將所述交流電能轉換成直流電能，并將所述直流電能傳輸至所述車檢器供電電池，供所述車檢器供電電池充電。

步驟S170，所述充電管理模塊實時監(jiān)測所述車檢器供電電池的電量，當所述車檢器供電電池的電量小于預設閾值時，所述充電管理模塊利用車檢器自帶的無線通訊模塊向交通信息管理中心發(fā)出提示信息并在整個充電過程中根據(jù)車檢器供電電池的電壓值通過充電管理模塊調整所述DC-DC變換器的輸出。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種地磁車檢器無線充電系統(tǒng)及方法，該地磁車檢器無線充電方法應用于該地磁車檢器無線充電系統(tǒng)，該地磁車檢器無線充電系統(tǒng)包括220V標準電壓接口、蓄電池充電器、蓄電池、推挽式E類放大器、定向耦合器、發(fā)射諧振體及地磁車檢器電源，該地磁車檢器電源包括接收諧振體、整流橋、DC-DC變換器、車檢器供電電池及充電管理模塊。220V標準電壓接口和蓄電池充電器用于給蓄電池充電；蓄電池在電池需要充電的時候，向推挽式E類放大器傳輸直流電能，推挽式E類放大器將該直流電能轉換成交流電能并發(fā)送至定向耦合器，定向耦合器把交流電能發(fā)送至發(fā)射諧振體。發(fā)射諧振體將該交流電能轉換為電磁能后無線傳輸至接收諧振體。

該接收諧振體將接收的電磁能轉換為交流電能后傳輸至整流橋，整流橋將該交流電能轉換成直流電能，并將該直流電能發(fā)送至DC-DC變換器，DC-DC變換器將該直流電能的電壓值調節(jié)至適合車檢器供電電池的電壓值后對車檢器供電電池進行充電。充電管理模塊用于實時監(jiān)測車檢器供電電池的電量，當檢測到車檢器供電電池的電量不足時，及時利用車檢器自帶的無線通訊模塊發(fā)出信息，以提示工作人員及時為車檢器供電電池進行充電。通過本發(fā)明實現(xiàn)了對地磁車檢器進行無線充電，進而不必將地磁車檢器從地下取出進行充電，大大減少了工作人員的工作量。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。