本實(shí)用新型涉及無(wú)線電力傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)今世界是數(shù)字化信息化的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)化控制和無(wú)源驅(qū)動(dòng)是技術(shù)發(fā)展和研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。無(wú)論是在無(wú)人機(jī)、無(wú)人水下探測(cè)裝置，還是在智能機(jī)器人甚至公交地鐵等交通工具等諸多民用和軍用領(lǐng)域，但是這些機(jī)械設(shè)備通常需要以電池或者電纜連接的傳統(tǒng)接觸式方式來(lái)進(jìn)行供電。其靈活性和運(yùn)行的持續(xù)性逐漸不能滿足人們要求，因此無(wú)線電力傳輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)線電力傳輸技術(shù)就是利用無(wú)線電的手段，將由電廠制造出來(lái)的電力轉(zhuǎn)換成為無(wú)線電波發(fā)送出去，在通過(guò)特定的接收裝置將無(wú)線電波收集起來(lái)并轉(zhuǎn)換為電力，以供使用。

市面上絕大多數(shù)采用電磁感應(yīng)式供電，但是該方法的位置自由度較小，傳輸效率較低，不能實(shí)現(xiàn)多端供電。電場(chǎng)耦合是除了電磁感應(yīng)模式以外的另一種常用的無(wú)線充電模式，電場(chǎng)耦合方式的無(wú)線供電技術(shù)與“電磁感應(yīng)方式”及“磁場(chǎng)共振方式”不同，通過(guò)對(duì)置送電側(cè)電極與受電側(cè)電極。利用電極間產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)來(lái)供電，具有抗水平錯(cuò)位能力較強(qiáng)的特點(diǎn)。在電場(chǎng)耦合的無(wú)線充電模式中，充電座和帶充電座不是通過(guò)高頻磁場(chǎng)來(lái)進(jìn)行磁場(chǎng)的感應(yīng)，而是直接通過(guò)兩者之間形成的電容中的高頻電場(chǎng)，這種充電方式具有成本低、對(duì)準(zhǔn)要求低的優(yōu)點(diǎn)。因此對(duì)電場(chǎng)耦合式無(wú)線電力傳輸技術(shù)的開(kāi)發(fā)成為人們的研究重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種原理簡(jiǎn)單、使用方便的電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其位置自由度大、傳輸效率高，可實(shí)現(xiàn)多端供電，且其對(duì)送電和受電電極的材料和形狀沒(méi)有特定的要求，能夠大大簡(jiǎn)化制造過(guò)程和降低制造成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括送電模塊和受電模塊，所述送電模塊包括前級(jí)發(fā)射電路，所述受電模塊包括后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路；所述前級(jí)發(fā)射電路和后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路之間通過(guò)極板組相連接，所述前級(jí)發(fā)射電路包括開(kāi)關(guān)電源、功率放大電路、第一變壓器和整流濾波電路，所述開(kāi)關(guān)電源的信號(hào)發(fā)生部分產(chǎn)生反向輸入信號(hào)，所述反向輸入信號(hào)通過(guò)功率放大電路進(jìn)行功率放大，之后經(jīng)過(guò)放大后的反向輸入信號(hào)再輸入到第一變壓器進(jìn)行升壓，經(jīng)過(guò)升壓后的反向輸入信號(hào)再輸入到與第一變壓器相應(yīng)的第二變壓器進(jìn)行降壓，最后降壓后的反向輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)整流濾波電路輸入到后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路中進(jìn)行供電。

進(jìn)一步地，所述第一變壓器采用升壓比為200:6的鐵氧體鐵芯的高頻升壓器，且所述高頻升壓器的頻率使用范圍為40～60KHz。

進(jìn)一步地，所述極板組包括第一極板和第二極板，所述第一極板作為運(yùn)動(dòng)軌道置于地面，所述第二極板作為動(dòng)力供應(yīng)集成在所述后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的一端。

更進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)電源采用TL494固定頻率脈寬調(diào)制電路。

上述技術(shù)方案中提供的電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以極板作為軌道，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)軌道程序化，運(yùn)行穩(wěn)定高效，并且可控制驅(qū)動(dòng)運(yùn)行的速度，實(shí)現(xiàn)持續(xù)不間斷的穩(wěn)定運(yùn)行操作；在水平方向上的自由度高，在供電臺(tái)提供的范圍內(nèi)都可進(jìn)行充電，位置自由，使用方便；采用200：6升壓比的鐵氧體鐵芯的高頻升壓器，組合一大功率三極管和電阻實(shí)現(xiàn)其升壓工作，具有轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的前級(jí)發(fā)射電路圖；

圖3為電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，以下文字僅僅用以描述本實(shí)用新型的一種或幾種具體的實(shí)施方式，并不對(duì)本實(shí)用新型具體請(qǐng)求的保護(hù)范圍進(jìn)行嚴(yán)格限定。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如圖1～圖3所示，一種電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括送電模塊和受電模塊，所述送電模塊包括前級(jí)發(fā)射電路，所述受電模塊包括后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路；所述前級(jí)發(fā)射電路和后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路之間通過(guò)極板組1相連接，所述前級(jí)發(fā)射電路包括開(kāi)關(guān)電源、功率放大電路、第一變壓器和整流濾波電路，所述開(kāi)關(guān)電源的信號(hào)發(fā)生部分產(chǎn)生反向輸入信號(hào)，所述反向輸入信號(hào)通過(guò)功率放大電路進(jìn)行功率放大，之后經(jīng)過(guò)放大后的反向輸入信號(hào)再輸入到第一變壓器進(jìn)行升壓，經(jīng)過(guò)升壓后的反向輸入信號(hào)再輸入到與第一變壓器相應(yīng)的第二變壓器進(jìn)行降壓，最后降壓后的反向輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)整流濾波電路輸入到后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路中進(jìn)行供電。

所述第一變壓器采用升壓比為200:6的鐵氧體鐵芯的高頻升壓器，且所述高頻升壓器的頻率使用范圍為40～60KHz。

更為具體的方案為，如圖2所示，前級(jí)發(fā)射電路輸入220V交流電經(jīng)過(guò)降壓后輸入到由4個(gè)20A60V場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽電路中進(jìn)行兩級(jí)功率放大，同時(shí)通過(guò)開(kāi)關(guān)電源TL494固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路改變其振蕩頻率，達(dá)到最優(yōu)頻率40～60KHz，經(jīng)過(guò)后續(xù)的8550三極管放大信號(hào)輸入到6:200的鐵氧體鐵芯的高頻變壓器中。

開(kāi)關(guān)電源TL494中的信號(hào)發(fā)生部分運(yùn)用如圖2所示的TL494固定頻率脈寬調(diào)制電路，其中TL494的6腳上的R2和5腳上的C2決定了其頻率，其信號(hào)頻率為：97.32kHz，振蕩頻率為：47.06kHz。且信號(hào)發(fā)生部分產(chǎn)生的信號(hào)用示波器檢測(cè)產(chǎn)生的是49.05kHz的方波。經(jīng)不斷的調(diào)試，本系統(tǒng)工作在46kHz～50kHz的頻段上時(shí)效率最高，且運(yùn)行效果穩(wěn)定。

功率放大電路在開(kāi)關(guān)電源TL494中所采用的是兩級(jí)功率放大，設(shè)計(jì)時(shí)將TL494一對(duì)反向輸入信號(hào)分別接到兩對(duì)669(NPN：VCBO＝180V，VCEO＝120V，IC＝1.5A，Pw＝1W)和649(PNP：VCBO＝180，VCEO＝-120V，IC＝-1.5A，Pw＝1W)中功率對(duì)管組成的推挽電路中，輸出端接到后級(jí)的兩個(gè)大功率MOS管上，從開(kāi)關(guān)電源輸出后接到鐵氧體鐵芯的高頻變壓器上。

如圖3所示，該電路由200:6的鐵氧體高頻變壓器T1進(jìn)行降壓輸入到KBPM封裝的3N246橋式整流器D1中，經(jīng)過(guò)2.2uF的電容C1濾波后實(shí)現(xiàn)整流濾波的作用，得到穩(wěn)定的直流輸出接入電機(jī)S1。

所述極板組包括第一極板和第二極板，所述第一極板作為運(yùn)動(dòng)軌道置于地面，所述第二極板作為動(dòng)力供應(yīng)集成在所述后級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的一端。通過(guò)設(shè)定軌道的鋪設(shè)方式可以來(lái)控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)路線，另外，由于第一極板和第二極板的間距與電力傳輸效率成反比，通過(guò)控制兩極板的間距可以改變傳輸電流，進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng)運(yùn)行的速度。

總之，本實(shí)用新型提供的電場(chǎng)式無(wú)線電力傳輸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，水平方向的位置自由度高，能將終端隨意放置在供電臺(tái)位上充電，有利于提高裝置便利性，同時(shí)可以保證本實(shí)用新型持續(xù)不間斷地穩(wěn)定高效運(yùn)行，無(wú)需接觸式充電，并具有電極薄易嵌入的優(yōu)點(diǎn)。

上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在獲知本實(shí)用新型中記載內(nèi)容后，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)其作出若干同等變換和替代，這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。