一種新型無線能量傳輸電源發生器系統技術方案

本發明專利技術公開了一種新型無線能量傳輸電源發生器系統，包括電源、輸入電源電路、高頻逆變電路、稱合變壓器和次級整理電路；所述輸入電源電路由整流電路、濾波電路、穩壓電路組成，將工頻交流電轉變成穩定的直流電供后續電路使用；所述高頻逆變電路主要由PWM信號發生模塊、全橋逆變電路以及驅動電路組成，將直流電轉變成高頻方波供給稱合變壓器；所述稱合變壓器由發射線圈和接收線圈組成，作為傳遞能量的中介；所述次級整理電路是將稱合變壓器得到的正弦交流電進行整流濾波穩壓處理得到波紋度較小的直流電供負載使用。本發明專利技術在一定程度上改善了早期無線供能系統的成本高，體積大和不便于攜帶的缺點。

A new type of wireless energy transmission power generator system

The invention discloses a novel wireless power transmission power generator system, including power supply, input power supply circuit, inverter circuit, high-frequency transformer and secondary circuit coupling arrangement; the input power supply circuit comprises a rectifier circuit, filter circuit, voltage stabilizing circuit, the alternating current into direct current stability for subsequent circuit by using; the high frequency inverter circuit is mainly composed of a PWM signal generator module, full bridge inverter circuit and a driving circuit, the DC power into high frequency square wave supply coupling transformer; the coupling transformer by transmitting coil and receiving coils, as intermediate transfer energy; the secondary circuit arrangement is said that the sinusoidal alternating current transformer the rectifier filter regulator DC ripple processing get smaller for load. To a certain extent, the invention improves the cost of the early wireless energy supply system with high cost, large volume and inconvenient portability.

【技術實現步驟摘要】
一種新型無線能量傳輸電源發生器系統
本專利技術涉及無線能量傳輸領域，具體是一種新型無線能量傳輸電源發生器系統。
技術介紹
隨著人們生活節奏的加快和飲食結構的變化，胃腸道部位的疾病發病率在不斷升高。胃腸道疾病的診斷一直都是個難題，目前臨床上常用的診斷方法是傳統胃腸內窺鏡，診斷方式采取人為介入式，胃腸鏡一般直接從肛門或口腔插入，病人要承受極大的痛苦，而且只能診斷整個消化道的部位，剩下的部位都屬于盲區無法診斷?，F階段比較先進的分別有吞服式膠囊內窺鏡，能夠采集胃腸道里的圖像并發送到體外，但是內置在膠囊里的紐扣電池容量不足，只能工作幾小時。而且電池供能存在很多缺點：一是電池容量不足供電時間短，如需要對某一部位進行反復觀察診斷時，電池難以滿足長時間診斷的需求；二是微型化學電池含有化學物質，存在安全隱患，一旦泄漏，會給人體帶來傷害。三是占用較大的空間，體內微機電系統體積要做的很小才能順利進入體內，而耗電量大的微診查系統需要用多個電池供電，多個電池無疑要占用很大的空間，與微型化背道而馳，所以這就需要新的創新技術。
技術實現思路
本專利技術目的是提供提出一種新型的無線能量傳輸系統電源發生器，在一定程度上改善了早期無線供能系統的成本高，體積大和不便于攜帶的缺點。為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種新型無線能量傳輸電源發生器系統，包括電源、輸入電源電路、高頻逆變電路、稱合變壓器和次級整理電路；所述輸入電源電路由整流電路、濾波電路、穩壓電路組成，將工頻交流電轉變成穩定的直流電供后續電路使用；所述高頻逆變電路主要由PWM信號發生模塊、全橋逆變電路以及驅動電路組成，將直流電轉變成高頻方波供給稱合變壓器；所述稱合變壓器由發射線圈和接收線圈組成，作為傳遞能量的中介；所述次級整理電路是將稱合變壓器得到的正弦交流電進行整流濾波穩壓處理得到波紋度較小的直流電供負載使用。進一步的，所述輸入電源電路的整流電路為單相橋式整流電路。進一步的，所述輸入電源電路的穩壓電路包括可調式穩壓電路、固定式穩壓電路。優選的，所述PWM信號發生模塊采用直接數字頻率合成技術來產生PWM信號。作為優選，所述發射線圈采用絕緣性能良好的聚氯乙稀材料制成發射線圈的骨架，骨架周圍用里茲線繞制而成。作為優選，所述接收線圈采用鐵氧體為磁芯骨架。本專利技術的有益效果是：本系統應用在膠囊內窺鏡上，能夠較好的給膠囊內窺鏡供能，并且成本低、體積小、操作方便和便于攜帶。同時也得出在相同條件下占空比對系統的傳輸效率起著重要的作用，長時間工作時電路的溫度比較穩定，能夠滿足長時間診斷的需求。在一定程度上改善了早期無線供能系統的成本高，體積大和不便于攜帶的缺點。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。圖1為本專利技術無線能量傳輸電源發生器系統框圖。圖2為本專利技術單相橋式整流濾波電路示意圖。圖3為本專利技術單相橋式整流電容濾波理想狀態下波形圖。圖4為本專利技術單相橋式整流電容濾波加入整流電路內阻時的波形圖。圖5為本專利技術輸入電源電路示意圖。圖6為本專利技術全橋逆變電路示意圖。圖7為本專利技術緩沖電路示意圖。圖8為本專利技術驅動電路示意圖。圖9為專利技術次級整理電路示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的實施例進行詳細說明，但是本專利技術可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。如圖1-9所示，本專利技術公開一種新型無線能量傳輸電源發生器系統，本專利技術的系統主要由輸入電源電路、高頻逆變電路、稱合變壓器和次級整理電路。輸入電源電路由整流電路、濾波電路、穩壓電路組成，一般電路上整體稱為整流濾波穩壓電路，作用是將工頻交流電轉變成穩定的直流電供后續電路使用。高頻逆變電路主要由PWM信號發生模塊和全橋逆變電路組成，將直流電轉變成高頻方波供給發射線圈產生交變磁場。PWM信號發生器產生信號后，信號不能直接驅動全橋逆變電路，要經過驅動電路進行放大才能驅動。耦合變壓器是傳遞能量的中介，由發射線圈和接收線圈組成。次級整理電路是將接收線圈感應出的正弦交流電進行整流濾波穩壓處理得到波紋度較小的直流電供負載使用。1、輸入電源電路(1)、整流典型的整流電路主要有單相半波整流和單相橋式整流電路，本系統的電源模塊輸入采用橋式整流電路。單相橋橋式整流由四個二極管連接組成，主要就是讓負載上的電流和電壓在變壓器副邊感應電壓的一個周期內保持在同一個方向上不變。這種單相橋式整流電路實現了全波整流，在變器副邊電壓有效值相同和負載也相同的情況下，輸出電壓和輸出電流的平均值都是半波整流的兩倍；同時的脈動系數減小很多，而且具有輸出電壓高、脈動小等優點。(2)、濾波雖然橋式整流可以將交流電轉換為方向單一電壓電流輸出，但輸出還是包含有一定量的諧波，不能滿足大多數元器件和設備的正常工作的需要。本系統采用電容濾波電路將整流后的電壓變為平滑的直流電壓。主要利用電容的充放電作用使電壓趨于平滑，通過在負載兩端并聯一個電容構成濾波電路。如圖2所示為例，電容濾波主要利用了電容的充放電作用，當u2處于正半周期，且u2>uc時，二極管D1和D3導通，電路中電流分成兩路；一路給電容C充電,一路流經負載RL,u2上升到峰值后幵始下降，濾波電容通過電阻RL放電，電容兩端電壓uc也開始下降，下降的開始階段u2和uc的波形基本一致，但由于電容的放電是遵循指數規律的，放電的速度逐漸緩慢下來，因此一段時間后，uc的減小速度要小于u2的減小速度，結果uc>u2，使二極管D1和D3反向截止。而電容則繼續按指數規律緩慢放電；當u2處于負半周期時，與上述分析的濾波效果一致，最后電容C也是通過負載電阻按指數規律緩慢放電，接著又是正半周期充放電情況，就這樣交替重復上述兩過程，具體電容濾波形如圖3-4所示。從圖3-4所示的波形可知，輸出電壓經過濾波后不但變得平滑，而且平均值也增加了。同時可以看出電容充電時間很短，遠小于電容放電時間，也就是說濾波的效果取決于電容放電時間，放電時間越長，波形越平滑，波形脈動就越小。(3)、穩壓正弦交流電壓經過整流濾波電路后能夠變成較為平滑的直流電壓，但僅此電壓還不夠穩定，因為一方面由于變壓器副邊電壓有效值影響著輸出電壓平均值，于是當電網電壓波動帶動副邊電壓波動時，輸出電壓平均值也會隨之產生相應的波動；另一方面由于內阻的存在，當負載發生變化時，內阻兩端的電壓也將發生變化，于是輸出電壓平均值也將發生改變。為了獲得穩定性較高的直流電壓，本系統釆取穩壓措施。系統的電源輸入模塊采用可調式穩壓電路和固定式穩壓電路，前者可通過外接元件使輸出電得到很寬的調節范圍；后者的輸出電壓不能調節主要用于給芯片穩定供電。本系統的電源輸入電路一方面為后續電路的芯片的直流穩壓供電，另一方面作為全橋逆變電路的直流電源，并且要求輸出電壓是連續可調的。經過對上述整流，濾波和穩壓各部分的設計計算，最終整合出為本無線能量傳輸系統輸入電源電路，如圖5所示。2、PWM信號發生模塊PWM是脈沖寬度調制的意思，主要用在逆變電源等領域。目前隨著單片機技術的不斷發展，基于單片機控制的技術也在不斷的發展，在單片機的控制下能夠較為方便的去選擇脈沖頻率，整個系統能夠集成為具有故障診斷功能、保護功能和顯示輸入功能的小型化可靠的系統。本系統采用直接數字頻率合成技術(DDS)來產生PWM信號，具有轉換速度高、分辨率高、換頻速本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型無線能量傳輸電源發生器系統，其特征在于，包括電源、輸入電源電路、高頻逆變電路、稱合變壓器和次級整理電路；所述輸入電源電路由整流電路、濾波電路、穩壓電路組成，將工頻交流電轉變成穩定的直流電供后續電路使用；所述高頻逆變電路主要由PWM信號發生模塊、全橋逆變電路以及驅動電路組成，將直流電轉變成高頻方波供給稱合變壓器；所述稱合變壓器由發射線圈和接收線圈組成，作為傳遞能量的中介；所述次級整理電路是將稱合變壓器得到的正弦交流電進行整流濾波穩壓處理得到波紋度較小的直流電供負載使用。

【技術特征摘要】
1.一種新型無線能量傳輸電源發生器系統，其特征在于，包括電源、輸入電源電路、高頻逆變電路、稱合變壓器和次級整理電路；所述輸入電源電路由整流電路、濾波電路、穩壓電路組成，將工頻交流電轉變成穩定的直流電供后續電路使用；所述高頻逆變電路主要由PWM信號發生模塊、全橋逆變電路以及驅動電路組成，將直流電轉變成高頻方波供給稱合變壓器；所述稱合變壓器由發射線圈和接收線圈組成，作為傳遞能量的中介；所述次級整理電路是將稱合變壓器得到的正弦交流電進行整流濾波穩壓處理得到波紋度較小的直流電供負載使用。2.根據權利要求1所述新型無線能量傳輸電源發生器系統，其特征在于,所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙占兵，
申請(專利權)人：桐城信邦電子有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34