本發(fā)明涉及一種基于太陽能供電的雷達(dá)影像無線充電結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前無線充電技術(shù)的研究主要在于電動汽車和手機(jī)等設(shè)備的無線充電，而對于雷達(dá)影像，對其進(jìn)行無線充電的研究還很少。對于無線電能傳輸?shù)难芯?，目前國?nèi)外主要研究的是高頻，大功率的無線電能傳輸，并且對于輸入和輸出功率控制的不多。目前在全國中大城市中，公用自行車開始普及，雷達(dá)影像的充電問題始終是一個(gè)困擾我們的問題，所有急需一種方便快捷又省時(shí)省力的雷達(dá)影像無線充電方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種基于太陽能供電的雷達(dá)影像無線充電結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于太陽能供電的雷達(dá)影像無線充電結(jié)構(gòu)，包括充電箱和電路；

所述充電箱包括箱體，所述箱體上方設(shè)置太陽能面板，所述箱體的兩端設(shè)置支架，所述箱體內(nèi)部設(shè)置矩形充電電池，所述太陽能面板電性連接矩形充電電池，所述箱體內(nèi)部設(shè)置電路，所述矩形充電電池為多個(gè)平行設(shè)置，所述箱體正面設(shè)置圓形充電口和矩形充電口；

所述電路包括太陽能陣列電池、逆變電路、原邊諧振電路、副邊諧振電路、整流濾波電路、boost電路，所述太陽能陣列電池電連接逆變電路，逆變電路電連接原邊諧振電路，原邊諧振電路通過磁場耦合連接副邊諧振電路，副邊諧振電路電連接整流濾波電路，整流濾波電路電連接boost電路，boost電路電連接電動車；所述原邊諧振電路及副邊諧振電路為lc串聯(lián)諧振形式的諧振電路；所述boost電路電連接dsp主控單元；所述原邊諧振電路設(shè)有原邊主程序；所述副邊諧振電路設(shè)有副邊主程序。

進(jìn)一步的，所述原邊主程序包括：設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘、進(jìn)行pwm驅(qū)動電路信號初始化、執(zhí)行主循環(huán)程序。

進(jìn)一步的，所述副邊主程序包括：設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘、進(jìn)行pwm驅(qū)動電路信號初始化、執(zhí)行adc中斷服務(wù)程序、執(zhí)行主循環(huán)程序。

進(jìn)一步的，所述adc中斷服務(wù)程序包括：清除中斷標(biāo)志、讀取ad轉(zhuǎn)換結(jié)果、調(diào)用判斷程序、改變開關(guān)控制位的值。

進(jìn)一步的，所述整流濾波電路為全橋整流電路，且設(shè)有整流器。

進(jìn)一步的，所述boost電路設(shè)有boost變換器，且采用基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案。

進(jìn)一步的，所述基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案為：整流器輸出端依次電連接boost變換器及48v蓄電池，dsp電連接驅(qū)動電路及boost變換器，整流器輸出電壓經(jīng)采樣后由dsp主控單元檢測，dsp通過改變boost電路的占空比控制輸出功率的大小。

進(jìn)一步的，所述逆變電路為橋式逆變電路，且設(shè)有逆變器。

本發(fā)明的有益效果在于：

本系統(tǒng)通過原副邊諧振電路的磁場耦合實(shí)現(xiàn)無線充電，諧振電路采用lc串聯(lián)諧振的形式，從而實(shí)現(xiàn)最大效率的功率傳輸；原邊電路采用串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，電容可以承擔(dān)線圈產(chǎn)生的電動勢，從而減小對逆變電路開關(guān)管的損害。全橋逆變器，電流與電壓具有一定相位差，如果負(fù)載發(fā)生諧振，則電流可以保持與電壓同相位，可以達(dá)到開關(guān)零電壓零電流開關(guān)，將開關(guān)損耗降至最低；boost電路是一種通過控制開關(guān)器件將輸入直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N直流電壓輸出的變換電路，其功能可以將直流電變換成電壓等級提高的可控直流電壓，且轉(zhuǎn)換效率高，能夠滿足無線充電系統(tǒng)的效率要求；本系統(tǒng)利用了光伏作為供電，同時(shí)系統(tǒng)本身能夠自動檢測負(fù)載，方便、智能，為城市綠化和公共電動車的建設(shè)提供了很好地基礎(chǔ)，對目前的無線電能傳輸研究具有很大的參考價(jià)值，同時(shí)能促進(jìn)小功率無線充電設(shè)備的發(fā)展，增強(qiáng)無線充電裝置的發(fā)展和普及，易于商業(yè)化實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)效率高，市場前景廣闊。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1為本發(fā)明的整體連接框圖；

圖2為本發(fā)明的逆變電路圖；

圖3為本發(fā)明的整流濾波電路圖；

圖4為本發(fā)明的boost電路圖；

圖5為本發(fā)明的基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案框圖；

圖6為本發(fā)明的原邊主程序流程圖；

圖7為本發(fā)明的副邊主程序流程圖；

圖8為本發(fā)明的adc中斷服務(wù)程序流程圖；

圖9為本發(fā)明的傳輸功率隨距離的變化曲線圖；

圖10為本發(fā)明的傳輸效率隨距離的變化曲線圖；

圖11為本發(fā)明的充電箱結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種基于太陽能供電的雷達(dá)影像無線充電結(jié)構(gòu)，包括包括充電箱7和電路8；所述充電箱7包括箱體701，所述箱體701上方設(shè)置太陽能面板702，所述箱體701的兩端設(shè)置支架703，所述箱體701內(nèi)部設(shè)置矩形充電電池704，所述太陽能面板702電性連接矩形充電電池704，所述箱體701內(nèi)部設(shè)置電路8，所述矩形充電電池704為多個(gè)平行設(shè)置，所述箱體701正面設(shè)置圓形充電口705和矩形充電口706；

所述電路8包括太陽能陣列電池1、逆變電路2、原邊諧振電路31、副邊諧振電路32、整流濾波電路4、boost電路5，所述太陽能陣列電池1電連接逆變電路2，逆變電路2電連接原邊諧振電路31，原邊諧振電路31通過磁場耦合連接副邊諧振電路32，副邊諧振電路32電連接整流濾波電路4，整流濾波電路4電連接boost電路5，boost電路5電連接電動車6；太陽能陣列電池1為系統(tǒng)提供直流電源，經(jīng)逆變電路2逆變成交流電傳輸至原邊諧振電路31，通過磁場耦合將能量傳遞至副邊諧振電路32，經(jīng)整流濾波電路4后變成直流電，再由boost電路5為電動車6提供充電電源。

所述原邊諧振電路31及副邊諧振電路32為lc串聯(lián)諧振形式的諧振電路；

由于原副邊繞組的等效電感量大小基本固定的，所以只有通過改變電容的大小才可以使電路工作的諧振狀態(tài)，從而提高功率傳輸?shù)男省Ｔ呏C振電路31采用串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，電容可以承擔(dān)線圈產(chǎn)生的電動勢，從而減小對逆變電路2開關(guān)管的損害，串聯(lián)補(bǔ)償還可以提高原邊諧振電路31的功率因數(shù)。副邊諧振電路32也采用串聯(lián)補(bǔ)償，當(dāng)副邊諧振電路32串聯(lián)等效等效阻抗為r的電阻性負(fù)載時(shí)，副邊諧振電路32的總阻抗zs如下：

a)式中，ls為副邊繞組等效電感，cs為補(bǔ)償電容。當(dāng)滿足諧振條件時(shí)，即副邊總阻抗為：

zs＝r

b)這時(shí)，副邊電路顯示純電阻性，負(fù)載電壓ur為：

ur＝j(luò)ωmip

c)式中，m為互感系數(shù)，ip為原邊電流。從中可以看出，副邊串聯(lián)諧振時(shí)，負(fù)載上電壓大小與負(fù)載沒有關(guān)系，負(fù)載大小的變化不會引起負(fù)載電壓的變化。

所述boost電路5電連接dsp主控單元；所述原邊諧振電路31設(shè)有原邊主程序；所述副邊諧振電路32設(shè)有副邊主程序。

進(jìn)一步的，所述原邊主程序包括：設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘、進(jìn)行pwm驅(qū)動電路信號初始化、執(zhí)行主循環(huán)程序。原邊電路在設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘后，進(jìn)行pwm驅(qū)動電路信號初始化，然后執(zhí)行系統(tǒng)主循環(huán)程序，將太陽能陣列直流電源逆變后傳輸至諧振電路，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌觥?/p>

進(jìn)一步的，所述副邊主程序包括：設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘、進(jìn)行pwm驅(qū)動電路信號初始化、執(zhí)行adc中斷服務(wù)程序、執(zhí)行主循環(huán)程序。

進(jìn)一步的，所述adc中斷服務(wù)程序包括：清除中斷標(biāo)志、讀取ad轉(zhuǎn)換結(jié)果、調(diào)用判斷程序、改變開關(guān)控制位的值。副邊電路在設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘后，進(jìn)行pwm驅(qū)動電路信號初始化，然后執(zhí)行adc中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序主要進(jìn)行負(fù)載檢測，負(fù)載檢測方法為在pwm高點(diǎn)平的中點(diǎn)處通過傳感器來探測原邊線圈中電流的瞬時(shí)值，通過瞬時(shí)值的變化來決定電路的工作狀態(tài)，若瞬時(shí)值變小，則有負(fù)載接入，電路正常進(jìn)入主循環(huán)程序運(yùn)行；若瞬時(shí)值變大，則負(fù)載切除，電路進(jìn)入間歇工作，不變則維持之前工作狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述整流濾波電路4為全橋整流電路，且設(shè)有整流器。在全橋整流電路中，其輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系如下：

進(jìn)一步的，所述boost電路5設(shè)有boost變換器，且采用基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案。boost電路是一種通過控制開關(guān)器件將輸入直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N直流電壓輸出的變換電路，其功能可以將直流電變換成電壓等級提高的可控直流電壓，且轉(zhuǎn)換效率高，能夠滿足無線充電系統(tǒng)的效率要求。另外，采用boost電路可以方便地跟蹤最大功率點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的功率匹配。

進(jìn)一步的，所述基于dsp的boost變換器輸入電壓控制方案為：整流器輸出端依次電連接boost變換器及48v蓄電池，dsp電連接驅(qū)動電路及boost變換器，整流器輸出電壓經(jīng)采樣后由dsp主控單元檢測，dsp通過改變boost電路的占空比控制輸出功率的大小。

進(jìn)一步的，所述逆變電路2為橋式逆變電路，且設(shè)有逆變器。全橋逆變器的電流與電壓具有一定相位差，且開關(guān)均工作在零電壓開通硬關(guān)斷狀態(tài)。如果負(fù)載發(fā)生諧振，則電流可以保持與電壓同相位，可以達(dá)到開關(guān)零電壓零電流開關(guān)，將開關(guān)損耗降至最低。

為了測試傳輸距離對系統(tǒng)傳輸?shù)挠绊?，對其進(jìn)行測試，在控制輸入電壓20vdc，對線圈之間的距離從3cm到12cm之間進(jìn)行掃描，得出的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1不同傳輸距離的系統(tǒng)參數(shù)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，可以畫出系統(tǒng)輸入輸出功率以及效率隨傳輸距離的變化曲線如圖9、圖10所示，根據(jù)曲線圖觀察可以得出系統(tǒng)的傳輸功率隨著距離的增大而變大，而傳輸效率隨著距離的增大而下降，但是較小幅度不大。

本系統(tǒng)適用于低頻、小功率電能無線傳輸，對目前的無線電能傳輸研究具有很大的參考價(jià)值，同時(shí)能促進(jìn)小功率無線充電設(shè)備的發(fā)展，增強(qiáng)無線充電裝置的發(fā)展和普及。系統(tǒng)同時(shí)集成了目前大力推廣的光伏電池進(jìn)行無線功率的傳送，易于商業(yè)化實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)效率高，市場前景廣闊。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)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(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。