一種無線電能傳輸裝置及軌道玩具車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線充電領(lǐng)域，更具體的說涉及對玩具賽車進(jìn)行無線供電。
【背景技術(shù)】
[0002]無線電能傳輸技術(shù)始于1889年的美籍克羅地亞裔物理學(xué)家特斯拉的研宄。他曾設(shè)想把地球作為內(nèi)導(dǎo)體，地球電離層作為外導(dǎo)體，利用環(huán)繞地球表面的電磁波來傳輸電能，在他建立的實驗系統(tǒng)中，采用了一個巨大的線圈，試圖把電能傳送到全球各地，為一些孤立房屋提供照明。但由于實驗耗資巨大，并沒有解決電能定向傳送等關(guān)鍵問題，因此沒有達(dá)到實用階段。
[0003]多年來國內(nèi)外的科學(xué)家在無線電能傳輸技術(shù)方面執(zhí)著地開展了很多探索研宄工作，但進(jìn)展緩慢。近幾年，電磁感應(yīng)式無線電能傳輸技術(shù)作為一種新興的無線電能傳輸技術(shù)迅速發(fā)展起來，并在無線電能傳輸領(lǐng)域引起巨大的反響，使無線電能傳輸技術(shù)成為國內(nèi)外學(xué)者研宄的又一熱點問題。
[0004]去除導(dǎo)線進(jìn)行電能的無線傳輸是人們多年來的追求，目前的無線電能傳輸方式大致上分為三種:(一)電磁感應(yīng)式無線電能傳輸方式；(二)磁共振耦合式無線電能傳輸方式；(三)無線電波式無線電能傳輸方式。
[0005]電磁感應(yīng)式無線電能傳輸方式適合短距離的電能量傳輸，目前投入市場使用的有電動牙刷、電動剃須刀、以及各種手機(jī)充電器等。磁共振耦合式無線電能傳輸方式適合中等距離的電能量傳輸，主要運(yùn)用于給電動汽車等大型設(shè)備進(jìn)行充電。無線電波式無線電能傳輸方式主要運(yùn)用于長距離的電力傳輸，比如遙控飛機(jī)等遠(yuǎn)距離控制的設(shè)備。
[0006]現(xiàn)有的技術(shù)中直接采用220V、50Hz交流電作為感應(yīng)電流使用，這種電流頻率低，無線傳輸性能不穩(wěn)定、效率差，因此需要對這些缺陷就行改進(jìn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型設(shè)計開發(fā)了一種無線電能傳輸裝置，通過無線方式進(jìn)行電能的傳輸，并且實現(xiàn)了對波形的修正以及連接負(fù)載輸出端功率和電壓的可調(diào)性。
[0008]本實用新型提供的技術(shù)方案為:
[0009]一種無線電能傳輸裝置，包括:
[0010]交流電源；
[0011 ] 第一整流濾波電路，其電連接所述交流電源，將交流電轉(zhuǎn)換成直
[0012]流電；
[0013]逆變電路，其輸入所述直流電，輸出脈沖交流電；所述逆變電路能夠調(diào)節(jié)輸出脈沖交流電的頻率；
[0014]第一補(bǔ)償電路，其接收所述逆變電路輸出的脈沖交流，能夠?qū)γ}沖交流電進(jìn)行功率補(bǔ)償和正弦波形修正；
[0015]送電線圈，接收所述的脈沖交流電；以及
[0016]接收線圈，感應(yīng)所述送電線圈產(chǎn)生的電磁變化，產(chǎn)生交流電；
[0017]第二補(bǔ)償電路，其接收所述接收線圈產(chǎn)生的交流電，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行功率補(bǔ)償和正弦波形修正。
[0018]優(yōu)選的是，所述交流電源和第一整流濾波電路之間還設(shè)置降壓電路模塊，用于降低交流電的電壓。
[0019]優(yōu)選的是，所述第一整流濾波電路和第一補(bǔ)償電路之間還設(shè)置第一穩(wěn)壓電路，用于消除直流脈動。
[0020]優(yōu)選的是，在所述第二補(bǔ)償電路后，還依次設(shè)置:
[0021]第二整流濾波電路，其接收所述第二補(bǔ)償電路輸出的交流電，將其轉(zhuǎn)換成直流電；
[0022]第二穩(wěn)壓電路模塊，其接收所述第二整流濾波電路輸出的直流電，消除直流脈動；
[0023]功率調(diào)節(jié)電路，其接收所述第二穩(wěn)壓電路模塊輸出的直流電，調(diào)節(jié)輸出直流電的電壓和功率；
[0024]其中，所述功率調(diào)節(jié)電路的調(diào)節(jié)方式是，當(dāng)電壓不變時調(diào)節(jié)功率；當(dāng)功率不變時調(diào)節(jié)電壓改變，以及同時調(diào)節(jié)功率和電壓。
[0025]優(yōu)選的是，所述第一整流濾波電路包括整流模塊和濾波模塊；整流模塊設(shè)置成四只整流二極管的橋接形式；濾波模塊包括兩個并聯(lián)的電容。
[0026]優(yōu)選的是所述逆變電路還包括第一可變電阻、第二可變電阻和可變定時電容，芯片的放電端腳連接在第一可變電阻和第二可變電阻之間；可變定時電容上的電壓為高觸發(fā)端腳和低觸發(fā)端腳的外觸發(fā)電壓。
[0027]優(yōu)選的是，所述第一補(bǔ)償電路包括兩個RC電路。
[0028]優(yōu)選的是，所述功率調(diào)節(jié)電路包括串聯(lián)分壓的第三可變電阻和并聯(lián)分流的第四可變電阻。
[0029]優(yōu)選的是，所述無線電能傳輸裝置將電能輸送給負(fù)載，所述負(fù)載為電池或小功率移動電子設(shè)備。
[0030]一種具有無線供電功能的軌道玩具車，包括上述的無線電能傳輸裝置，其中，軌道上設(shè)置有送電線圈，玩具車底部設(shè)置有接收線圈，在玩具車在軌道上行駛時所述送電線圈將電能傳遞給所述接收線圈，以實現(xiàn)為玩具車供電。
[0031]本實用新型的有益效果是:本實用新型了提供了一種無線電能傳輸裝置，實現(xiàn)了非接觸的電能傳輸，并使電能傳輸過程中保持穩(wěn)定，傳送效率高，實現(xiàn)負(fù)載端的電壓和功率的可調(diào)。
【附圖說明】
[0032]圖1為無線電能傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造圖。
[0033]圖2為無線電能發(fā)射電路的總電路圖。
[0034]圖3為降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分電路圖。
[0035]圖4為降壓后電壓波形示意圖。
[0036]圖5為單相全波整流后電壓的波形圖。
[0037]圖6為濾波后輸出的直流電壓脈動波形圖。
[0038]圖7為穩(wěn)壓后的電壓輸出波形圖。
[0039]圖8為逆變電路的電路圖。
[0040]圖9為去除尖峰的電壓波形圖。
[0041]圖10為補(bǔ)償后輸出的電壓波形圖。
[0042]圖11為無線電能接收電路的電路圖。
[0043]圖12為最終的電壓輸出波形。
[0044]圖13為本實用新型所述的玩具車示意圖。
[0045]圖14為本實用新型所述的玩具車局部放大圖。
【具體實施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0047]如圖1、圖2，所示，本實用新型提供了一種無線電能傳輸裝置，包括無線電能發(fā)射電路100和無線電能接收電路200，其中，無線電能發(fā)射電路100包括依次連接的電源110、降壓電路120、第一整流濾波電路130、第一穩(wěn)壓電路140、逆變電路150、第一補(bǔ)償電路160和送電線圈170。
[0048]無線電能接收電路200包括依次連接的接收線圈210、第二補(bǔ)償電路220、第二整流濾波電路230、第二穩(wěn)壓電路240以及功率調(diào)節(jié)電路250以及負(fù)載260。其中送電線圈170和接收線圈210采用電磁感應(yīng)的方式，使所述接收線圈210感應(yīng)所述送電170線圈磁場的變化，從而使接收線圈210產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而實現(xiàn)了無線的電能傳輸。
[0049]如圖3所示，在另一實施例中，電源110采用常規(guī)220V交流電，電源110首先需要經(jīng)過降壓電路120將電壓降為額定電壓的交流電，降壓電路120包括初級線圈121和次級線圈122以及鐵芯，電源110的兩端連接初級線圈121，當(dāng)初級線圈121中通有交流電流時，鐵芯中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈122中感應(yīng)出電壓，如不計鐵芯損失，次級線圈122兩端電壓與初級線圈121兩端的電壓之比等于次級線圈122的匝數(shù)與初級線圈121匝數(shù)之比。通過降壓電路120的作用，將220V交流電轉(zhuǎn)化為了額定電壓的交流電，經(jīng)降壓電路120轉(zhuǎn)換后的電壓如圖4所述。
[0050]在另一實施例中，所述第一整流濾波電路130包括整流電路131和濾波電路132。其中整流電路131設(shè)置成四只整流二極管Dl接成的電橋形式，整流電路131能夠?qū)⒔祲弘娐?20輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性直流電，所述單向脈動性直流電電壓情況如圖5所示。從電源110輸出的220V電壓可以直接經(jīng)整流電路131后利用分壓得到所需電壓，但整流輸出電壓太大，且分壓功率損耗太大。
[0051]濾波電路132由兩個并聯(lián)的電容C1/C2組成，濾波電路132是指只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過，而阻止另一部分頻率成分通過。電壓經(jīng)過