平衡线圈金属检测技术在无线电能传输中应用.pdf

《平衡线圈金属检测技术在无线电能传输中应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第48卷第10期电力电子技术Vo1．48，No．102014年10月PowerElectronicsOctober2014平衡线圈金属检测技术在无线电能传输中应用曲晓东，杨勇，刘志珍，侯延进。(1．山东大学，电气工程学院，山东济南250061；2．山东省科学院，山东济南250061)摘要：此处提出了一种改进型平衡线圈结构以适应无线电能传输系统中金属检测的需要。首先介绍了该平衡线圈技术的原理，然后设计了探头，最后完成了以单片机为控制核心的金属检测系统设计。实验证明该检测技术具有较高的灵敏度及较强的抗干扰性。关

2、键词：金属检测；平衡线圈；无线电能传输中图分类号：K876．4文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)10—0061—03MetalDetectionTechnologyBasedOilBalanceCo．dinApplicationofWirelessPowerTransmissionQUXiao—dong，YANGYong，LIUZhi—zhen，HOUYan-jin(1．ShandongUnwe~i@，Jinan250061，China)Abstract：Amodifiedbalance

3、coilstructuretomeettherequirementofmetaldetectioninthewirelesspowertrans—missionsystemisproposed．Firstly，theprincipleofthebalancecoiltechnologyisintroduced，andthentheprobeisdesigned，finally，thesinglechipprocessorasthecoreofmetaldetectionsystemdesigniscompl

4、eted．Experimentshowthatthedetectiontechnologyhashighsensitivityandexcelentanti—interference．Keywords：metaldetection；balancecoil；wirelesspowertransmission1引言针对无线电能传输系统中混入金属的检测问题，传统平衡线圈结构体积大，无法满足空间要求。无线电能传输技术是借助于电磁场或电磁波因此，在此提出一种改进型平衡线圈结构。硬件由进行能量传递的一种技术【”。近年来

5、，无线电能传处理性能较高的ATMEGA8L单片机为核心的主控输技术的日益发展带来了新的问题：当无线电能传部件、检峰电路、放大电路及报警等组成；软件实输系统能量交换区中混入金属时。由于涡流效应金现数据处理、滤波、自平衡等功能，以保证系统具属温度会急剧升高。进而产生严重的安全事故，因有较高的灵敏度、抗干扰性能及稳定性。此对混入能量传输区域金属的检测问题亟待解决。传统金属检测方法主要有3种：利用LC振荡电路、2无线电能传输系统模型巨磁电阻及平衡线圈组成传感器探头。对于LC图1为无线电能传输系统结构。振荡电路，当有

6、金属混入磁场中，振荡电路失谐，从而使输出电压发生改变，根据此信号系统可探测到附近金属物存在。LC振荡电路一般采用模拟电一路设计。元件老化或环境变化造成电路工作点漂移，抗干扰能力差，影响整个系统稳定性。导致波一源形失真甚至停振：巨磁电阻组成的传感器探头整图1无线电能传输系统结构个探测区域呈扇形分布。很难检测到靠近发射线Fig．1Structureofwirelesspowertransmissionsystem圈的区域，存在很大的检测盲区。基于平衡线圈的电源给发射线圈供电，频率为系统谐振频率。金属检测技术采用

7、较为复杂的反馈补偿电路．具此时即使在较低的供电电压下。也能产生较大的有较强的抗干扰性及较高的灵敏度【2J，广泛应用电流，从而建立起较强的电磁场。发射线圈中电容于国内外精细金属检测。的电场能由于谐振原因与电感线圈中的磁场能不定稿日期：2014—03—07断进行交换。而发射端电感线圈中磁场有一部分作者简介：曲晓东(1990一)，男，山东青岛人，硕士研究生，交链到接收端的电感线圈，交链的磁场在接收线圈研究方向为电机与电器。中感应出电流．因此能量传递到了接收端。在接收6】第48卷第10期电力电子技术Vo1．48，N

8、o．102014年1O月PowerElectronics0ctober2014端，电容中的电场能和电感线圈中的磁场能也因为谐振进行能量交换。最终将能量传递给负载【。由3平衡线圈金属检测技术由3．1传统平衡线圈技术的原理图2为传统平衡线圈检测原理图。发射线圈中匝亟叫：：：：一．言通入高频交变电压从而产生高频交变磁场。在两个差动连接的接收线圈中产生两个反相、同频、等幅的电势【。正常情况下能相互抵消。当有金属进入检测区