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一种AGV小车的供电系统

阅读：559发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种AGV小车的供电系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种AGV小车的供电系统，采用超级电容替代铅酸电池或锂电池存储电能为AGV小车提供动力，并采用无线充电的方式为AGV小车充电，同时具有较高的充电效率，包括电控连接的：电源电路、逆变电路、功率发收电路，所述电源电路被配置成将输入的220V交流电源转换成直流电，所述逆变电路被配置成将直流电转换成能够输入功率发收电路的交流电，所述功率发收电路被配置成接收来自逆变电路的交流电，通过电感线圈耦合能量，经整流转换后输出直流电给超级电容充电存储，超级电容能够给AGV小车供电。，下面是一种AGV小车的供电系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种AGV小车的供电系统，其特征在于，包括电控连接的：电源电路、逆变电路、功率发收电路，所述电源电路被配置成将输入的220V交流电源转换成直流电，所述逆变电路被配置成将直流电转换成能够输入功率发收电路的交流电，所述功率发收电路被配置成接收来自逆变电路的交流电，通过电感线圈耦合能量，经整流转换后输出直流电给超级电容充电存储，超级电容能够给AGV小车供电。
2.根据权利要求1所述的一种AGV小车的供电系统，其特征在于：所述电源电路包括与
220V交流电源相连接的连接器J1，连接器J1的1、2端口之间连接有电容Cx1，所述连接器J1的2端口连接电感L1的1端口，所述连接器J1的1端口连接电感L1的4端口，电感L1的2端口连接到变压器TR1的1端口，所述电感L1的3端口连接到变压器TR1的6端口，所述连接器J1的2、
3端口之间分别并联连接有电容Cx2、电阻R1以及电容Cy1和电容Cy2，所述电容Cy1和电容Cy2之间接地，所述变压器TR1的2端口连接到桥式整流电路的二极管D1、D4之间，所述变压器TR1的5端口连接到桥式整流电路的二极管D3、D2之间，二极管D1、D3之间和二极管D2、D4之间并联连接有电容C1，电容C1的一端连接电感L2后输出电源Vdd+12V且在连接电容C2后接地，电容C1的另一端接地；所述变压器TR1的3、4端口连接到桥式整流器U1，桥式整流器U1输出电源Vcc+5V且在连接电容C3后接地。
3.根据权利要求2所述的一种AGV小车的供电系统，其特征在于：所述逆变电路包括触发器U3A，触发器U3A的型号为MC14584，电源Vdd+12V连接到触发器U3A的14端口，触发器U3A的7端口接地，所述触发器U3A的1端口连接到定时器U2的3端口，所述定时器U2的型号为NE555，所述定时器U2的8、4端口分别连接电源Vcc+5V，所述定时器U2的5端口连接电容Cc7后接地，所述定时器U2的2、6端口连接到串联的电阻R6、R7之间，所述电阻R6点的另一端连接二极管D5后到定时器U2的7端口，所述定时器U2的7端口还在连接电阻R4后连接电源Vcc+
5V且还在连接二极管D6后连接到电阻R7的另一端，所述电阻R7的变阻端还在连接电容Cc8后接地；
所述触发器U3A的3端口还连接到驱动器U4的10端口，驱动器U4的型号为IR2110，触发器U3A的2端口连接到驱动器U4的12端口，电源Vcc+5V连接驱动器U4的11、9端口，电源Vdd+
12V连接到驱动器U4的3端口，电源Vdd+12V连接电容Cc3到驱动器U4的2端口，电源Vdd+12V连接二极管D7后连接到驱动器U4的6端口且在连接二极管D7后连接电容Cc4并到驱动器U4的5端口，驱动器U4的13端口接地，所述驱动器U4的7端口连接到场效应管Q1的G极，所述驱动器U4的1端口连接到场效应管Q4的G极，场效应管Q1的D极连接电源VCC，场效应管Q1的S极连接场效应管Q4的D极，场效应管Q4的S极接地，场效应管Q1的S极与场效应管Q4的D极之间有交流输出端CVTout1；
所述触发器U3A的3端口还连接到驱动器U5的10端口，驱动器U5的型号为IR2110，触发器U3A的2端口连接到驱动器U5的12端口，电源Vcc+5V连接驱动器U5的11、9端口，电源Vdd+
12V连接到驱动器U5的3端口，电源Vdd+12V连接电容Cc5到驱动器U5的2端口，电源Vdd+12V连接二极管D8后连接到驱动器U5的6端口且在连接二极管D8后连接电容Cc6并到驱动器U5的5端口，驱动器U5的13端口接地，所述驱动器U5的7端口连接到场效应管Q3的G极，所述驱动器U5的1端口连接到场效应管Q2的G极，场效应管Q3的D极连接电源VCC，场效应管Q3的S极连接场效应管Q2的D极，场效应管Q2的S极接地，场效应管Q3的S极与场效应管Q2的D极之间有交流输出端CVTout2。
4.根据权利要求1所述的一种AGV小车的供电系统，其特征在于：所述功率收发电路包括相连接的无线充电发射端、无线充电接收端、超级电容，所述无线充电发射端与所述无线充电接收端之间通过线圈耦合传输电压，所述无线充电接收端能够给所述超级电容充电，所述超级电容被配置成给AGV小车进行供电。
5.根据权利要求4所述的一种AGV小车的供电系统，其特征在于：所述无线充电发射端与所述无线充电接收端上设置有谐振补充电容与线圈构成串联谐振。
6.根据权利要求4所述的一种AGV小车的供电系统，其特征在于：所述超级电容包括若干串联连接的超级电容。
7.根据权利要求4所述的一种AGV小车的供电系统，其特征在于：交流输出端CVTout1、交流输出端CVTout2分别连接到功率收发电路的无线充电发射端，交流输出端CVTout1连接无线充电发射端的电感Lc1后连接到无线充电发射端的线圈Lp的一端，线圈Lp的另一端连接电容Cp后连接到交流输出端CVTout2，交流输出端CVTout1、交流输出端CVTout2之间连接有电容Cc1，功率收发电路的无线充电接收端与功率收发电路的无线充电发射端能量耦合，无线充电接收端包括相连接的线圈Ls和电容Cs，线圈Ls和电容Cs还与电容Cc2并联连接，线圈Ls的另一端在连接电感Lc2后连接到桥式整流电路的二极管D9和D12之间，电容Cs的另一端连接到桥式整流电路的二极管D11和D10之间，桥式整流电路的二极管D9和D12与二极管D11和D10之间连接有电容C4，桥式整流电路的二极管D9和D12与二极管D11和D10之间还连接有串联连接的超级电容C5、电阻R1、超级电容C6、电阻R3，无线充电接收端能够给超级电容C5和超级电容C6充电，超级电容C5和超级电容C6能够给AGV小车供电。

说明书全文

一种AGV小车的供电系统

技术领域

[0001] 本发明涉及AGV小车技术领域，具体涉及一种AGV小车的供电系统。

背景技术

[0002] 随着工业自动化水平不断地提高及人工成本日益增长，AGV小车在工厂生产现场、物流中心及港口码头等众多场合的广泛应用不但降低了人工成本，而且大幅提升了生产效率，但作为给AGV小车提供动力源的装置，常规的铅酸蓄电池或锂电池在制造、使用、维护过程中存在着污染环境、使用寿命短、充电装置物理结构复杂、充电周期长、不安全等诸多弱点。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明提供了一种AGV小车的供电系统，采用超级电容替代铅酸电池或锂电池存储电能为AGV小车提供动力，并采用无线充电的方式为AGV小车充电，同时具有较高的充电效率。

[0004] 其技术方案是这样的：一种AGV小车的供电系统，包括电控连接的：电源电路、逆变电路、功率发收电路，所述电源电路被配置成将输入的220V交流电源转换成直流电，所述逆变电路被配置成将直流电转换成能够输入功率发收电路的交流电，所述功率发收电路被配置成接收来自逆变电路的交流电，通过电感线圈耦合能量，经整流转换后输出直流电给超级电容充电存储，超级电容能够给AGV小车供电。

[0005] 进一步的，所述电源电路包括与220V交流电源相连接的连接器J1，连接器J1的1、2端口之间连接有电容Cx1，所述连接器J1的2端口连接电感L1的1端口，所述连接器J1的1端口连接电感L1的4端口，电感L1的2端口连接到变压器TR1的1端口，所述电感L1的3端口连接到变压器TR1的6端口，所述连接器J1的2、3端口之间分别并联连接有电容Cx2、电阻R1以及电容Cy1和电容Cy2，所述电容Cy1和电容Cy2之间接地，所述变压器TR1的2端口连接到桥式整流电路的二极管D1、D4之间，所述变压器TR1的5端口连接到桥式整流电路的二极管D3、D2之间，二极管D1、D3之间和二极管D2、D4之间并联连接有电容C1，电容C1的一端连接电感L2后输出电源Vdd+12V且在连接电容C2后接地，电容C1的另一端接地；所述变压器TR1的3、4端口连接到桥式整流器U1，桥式整流器U1输出电源Vcc+5V且在连接电容C3后接地。

[0006] 进一步的，所述逆变电路包括触发器U3A，触发器U3A的型号为MC14584，电源Vdd+12V连接到触发器U3A的14端口，触发器U3A的7端口接地，所述触发器U3A的1端口连接到定时器U2的3端口，所述定时器U2的型号为NE555，所述定时器U2的8、4端口分别连接电源Vcc+
5V，所述定时器U2的5端口连接电容Cc7后接地，所述定时器U2的2、6端口连接到串联的电阻R6、R7之间，所述电阻R6点的另一端连接二极管D5后到定时器U2的7端口，所述定时器U2的7端口还在连接电阻R4后连接电源Vcc+5V且还在连接二极管D6后连接到电阻R7的另一端，所述电阻R7的变阻端还在连接电容Cc8后接地；

[0007] 所述触发器U3A的3端口还连接到驱动器U4的10端口，驱动器U4的型号为IR2110，触发器U3A的2端口连接到驱动器U4的12端口，电源Vcc+5V连接驱动器U4的11、9端口，电源Vdd+12V连接到驱动器U4的3端口，电源Vdd+12V连接电容Cc3到驱动器U4的2端口，电源Vdd+12V连接二极管D7后连接到驱动器U4的6端口且在连接二极管D7后连接电容Cc4并到驱动器U4的5端口，驱动器U4的13端口接地，所述驱动器U4的7端口连接到场效应管Q1的G极，所述驱动器U4的1端口连接到场效应管Q4的G极，场效应管Q1的D极连接电源VCC，场效应管Q1的S极连接场效应管Q4的D极，场效应管Q4的S极接地，场效应管Q1的S极与场效应管Q4的D极之间有交流输出端CVTout1；

[0008] 所述触发器U3A的3端口还连接到驱动器U5的10端口，驱动器U5的型号为IR2110，触发器U3A的2端口连接到驱动器U5的12端口，电源Vcc+5V连接驱动器U5的11、9端口，电源Vdd+12V连接到驱动器U5的3端口，电源Vdd+12V连接电容Cc5到驱动器U5的2端口，电源Vdd+12V连接二极管D8后连接到驱动器U5的6端口且在连接二极管D8后连接电容Cc6并到驱动器U5的5端口，驱动器U5的13端口接地，所述驱动器U5的7端口连接到场效应管Q3的G极，所述驱动器U5的1端口连接到场效应管Q2的G极，场效应管Q3的D极连接电源VCC，场效应管Q3的S极连接场效应管Q2的D极，场效应管Q2的S极接地，场效应管Q3的S极与场效应管Q2的D极之间有交流输出端CVTout2。

[0009] 进一步的，所述功率收发电路包括相连接的无线充电发射端、无线充电接收端、超级电容，所述无线充电发射端与所述无线充电接收端之间通过线圈耦合传输电压，所述无线充电接收端能够给所述超级电容充电，所述超级电容被配置成给AGV小车进行供电。

[0010] 进一步的，所述无线充电发射端与所述无线充电接收端上设置有谐振补充电容与线圈构成串联谐振。

[0011] 进一步的，所述超级电容包括若干串联连接的超级电容。

[0012] 进一步的，交流输出端CVTout1、交流输出端CVTout2分别连接到功率收发电路的无线充电发射端，交流输出端CVTout1连接无线充电发射端的电感Lc1后连接到无线充电发射端的线圈Lp的一端，线圈Lp的另一端连接电容Cp后连接到交流输出端CVTout2，交流输出端CVTout1、交流输出端CVTout2之间连接有电容Cc1，功率收发电路的无线充电接收端与功率收发电路的无线充电发射端能量耦合，无线充电接收端包括相连接的线圈Ls和电容Cs，线圈Ls和电容Cs还与电容Cc2并联连接，线圈Ls的另一端在连接电感Lc2后连接到桥式整流电路的二极管D9和D12之间，电容Cs的另一端连接到桥式整流电路的二极管D11和D10之间，桥式整流电路的二极管D9和D12与二极管D11和D10之间连接有电容C4，桥式整流电路的二极管D9和D12与二极管D11和D10之间还连接有串联连接的超级电容C5、电阻R1、超级电容C6、电阻R3，无线充电接收端能够给超级电容C5和超级电容C6充电，超级电容C5和超级电容C6能够给AGV小车供电。

[0013] 本发明的AGV小车的供电系统，其可以直接接入220V市电中使用，无需使用额外的控制设别进行控制或者再连接额外的转换设备，集成化的设计使其使用方便，其将220V市电转换成直流电后再通过逆变电路转换成能够输入无线充电发射端的电压供给无线充电发射端，无线充电发射端与无线充电接收端之间无线耦合传输电压，输出的电压转换为直流电后给超级电容充电；

[0014] 采用超级电容供电的AGV小车允许的充电电流大，充电所需时间短，能有效提高AGV小车的利用率；超级电容放电电流大，采用超级电容供电的AGV小车动力强劲，承载能力好；超级电容供电的AGV小车对环境温度适应性好，小车因电容器故障的可能性极低，能大幅减少停车维护所需的时间和费用；采用超级电容供电的AGV小车充电放电循环次数达100万次，远高于传统电池充放电循环次数，在AGV小车使用寿命周期中可实现免维护，能有效延长AGV小车的使用寿命；采用无线充电方式为小车充电减少了充电时所需的机械结构，并能减少因接触不良带来的诸多故障和安全隐患，而且充电时无需接触、接插操作，简便安全；适用于AGV小车这样的供电大功率输出、间歇短时工作制的设备和场景中，具有良好的示范效应和实用价值。附图说明

[0015] 图1为本发明的AGV小车的供电系统的系统组成框图；

[0016] 图2为本发明的AGV小车的供电系统的电源电路的电路图；

[0017] 图3为本发明的AGV小车的供电系统的逆变电路的电路图；

[0018] 图4为本发明的AGV小车的供电系统的功率发收电路的电路图。

具体实施方式

[0019] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0020] 见图1，本发明的一种AGV小车的供电系统，包括电控连接的：电源电路1、逆变电路2、功率发收电路3，电源电路1被配置成将输入的220V交流电源转换成直流电，逆变电2路被配置成将直流电转换成能够输入功率发收电路3的交流电，功率发收电路3被配置成接收来自逆变电路2的交流电，通过电感线圈耦合能量，经整流转换后输出直流电给超级电容充电存储，超级电容能够给AGV小车供电。

[0021] 见图2，具体的在本实施例中，电源电路包括与220V交流电源相连接的连接器J1，连接器J1的1、2端口之间连接有电容Cx1，连接器J1的2端口连接电感L1的1端口，连接器J1的1端口连接电感L1的4端口，电感L1的2端口连接到变压器TR1的1端口，电感L1的3端口连接到变压器TR1的6端口，连接器J1的2、3端口之间分别并联连接有电容Cx2、电阻R1以及电容Cy1和电容Cy2，电容Cy1和电容Cy2之间接地，变压器TR1的2端口连接到桥式整流电路的二极管D1、D4之间，变压器TR1的5端口连接到桥式整流电路的二极管D3、D2之间，二极管D1、D3之间和二极管D2、D4之间并联连接有电容C1，电容C1的一端连接电感L2后输出电源Vdd+12V且在连接电容C2后接地，电容C1的另一端接地；变压器TR1的3、4端口连接到桥式整流器U1，桥式整流器U1输出电源Vcc+5V且在连接电容C3后接地。

[0022] 见图3，具体的在本实施例中，逆变电路包括触发器U3A，触发器U3A的型号为MC14584，电源Vdd+12V连接到触发器U3A的14端口，触发器U3A的7端口接地，触发器U3A的1端口连接到定时器U2的3端口，定时器U2的型号为NE555，定时器U2的8、4端口分别连接电源Vcc+5V，定时器U2的5端口连接电容Cc7后接地，定时器U2的2、6端口连接到串联的电阻R6、R7之间，电阻R6点的另一端连接二极管D5后到定时器U2的7端口，定时器U2的7端口还在连接电阻R4后连接电源Vcc+5V且还在连接二极管D6后连接到电阻R7的另一端，电阻R7的变阻端还在连接电容Cc8后接地；

[0023] 触发器U3A的3端口还连接到驱动器U4的10端口，驱动器U4的型号为IR2110，触发器U3A的2端口连接到驱动器U4的12端口，电源Vcc+5V连接驱动器U4的11、9端口，电源Vdd+12V连接到驱动器U4的3端口，电源Vdd+12V连接电容Cc3到驱动器U4的2端口，电源Vdd+12V连接二极管D7后连接到驱动器U4的6端口且在连接二极管D7后连接电容Cc4并到驱动器U4的5端口，驱动器U4的13端口接地，驱动器U4的7端口连接到场效应管Q1的G极，驱动器U4的1端口连接到场效应管Q4的G极，场效应管Q1的D极连接电源VCC，场效应管Q1的S极连接场效应管Q4的D极，场效应管Q4的S极接地，场效应管Q1的S极与场效应管Q4的D极之间有交流输出端CVTout1；

[0024] 触发器U3A的3端口还连接到驱动器U5的10端口，驱动器U5的型号为IR2110，触发器U3A的2端口连接到驱动器U5的12端口，电源Vcc+5V连接驱动器U5的11、9端口，电源Vdd+12V连接到驱动器U5的3端口，电源Vdd+12V连接电容Cc5到驱动器U5的2端口，电源Vdd+12V连接二极管D8后连接到驱动器U5的6端口且在连接二极管D8后连接电容Cc6并到驱动器U5的5端口，驱动器U5的13端口接地，驱动器U5的7端口连接到场效应管Q3的G极，驱动器U5的1端口连接到场效应管Q2的G极，场效应管Q3的D极连接电源VCC，场效应管Q3的S极连接场效应管Q2的D极，场效应管Q2的S极接地，场效应管Q3的S极与场效应管Q2的D极之间有交流输出端CVTout2。

[0025] 具体的在本实施例中，功率收发电路包括相连接的无线充电发射端、无线充电接收端、超级电容，无线充电发射端与无线充电接收端之间通过线圈耦合传输电压，无线充电接收端能够给超级电容充电，超级电容被配置成给AGV小车进行供电，无线充电发射端与无线充电接收端上设置有谐振补充电容与线圈构成串联谐振，超级电容包括若干串联连接的超级电容。

[0026] 见图4，交流输出端CVTout1、交流输出端CVTout2分别连接到功率收发电路的无线充电发射端，交流输出端CVTout1连接无线充电发射端的电感Lc1后连接到无线充电发射端的线圈Lp的一端，线圈Lp的另一端连接电容Cp后连接到交流输出端CVTout2，交流输出端CVTout1、交流输出端CVTout2之间连接有电容Cc1，功率收发电路的无线充电接收端与功率收发电路的无线充电发射端能量耦合，无线充电接收端包括相连接的线圈Ls和电容Cs，线圈Ls和电容Cs还与电容Cc2并联连接，线圈Ls的另一端在连接电感Lc2后连接到桥式整流电路的二极管D9和D12之间，电容Cs的另一端连接到桥式整流电路的二极管D11和D10之间，桥式整流电路的二极管D9和D12与二极管D11和D10之间连接有电容C4，桥式整流电路的二极管D9和D12与二极管D11和D10之间还连接有串联连接的超级电容C5、电阻R1、超级电容C6、电阻R3，无线充电接收端能够给超级电容C5和超级电容C6充电，超级电容C5和超级电容C6能够给AGV小车供电。

[0027] 本发明的AGV小车的供电系统，其可以直接接入220V市电中使用，无需使用额外的控制设别进行控制或者再连接额外的转换设备，集成化的设计使其使用方便，其将220V市电转换成直流电后再通过逆变电路转换成能够输入无线充电发射端的电压供给无线充电发射端，无线充电发射端与无线充电接收端之间无线耦合传输电压，输出的电压转换为直流电后给超级电容充电；

[0028] 功率收发电路的无线充电发射端、无线充电接收端，通过具有强耦合能力的两个线圈提供过加入合适的谐振补充电容，达到发射线圈与接收线圈谐振的目的，实现大功率的无线电能传输，无线充电发射端的线圈同磁场感应电压进入接收端的线圈，该电压与线圈和电容器串联，形成串联谐振电路，实现一个谐振电压在谐振补充电容上的增加，该电压随后被调整到直流，用于对超级电容充电，串联谐振电路的加入能产生更高的功率和更高的效率；超级电容既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性，其功率密度高，远高于蓄电池的功率密度水平；循环寿命长，在几秒钟的高速深度充放电循环100万次后，超级电容器的特性变化很小；工作温限宽，工作温度范围可达-40℃～+80℃；可稳定地反复充放电，在理论上是不需要进行维护的；此外，超级电容器在生产过程中不使用重金属和其他有害的化学物质，且自身寿命较长，因而是一种新型的绿色环保电源。

[0029] 采用超级电容供电的AGV小车允许的充电电流大，充电所需时间短，能有效提高AGV小车的利用率；超级电容放电电流大，采用超级电容供电的AGV小车动力强劲，承载能力好；超级电容供电的AGV小车对环境温度适应性好，小车因电容器故障的可能性极低，能大幅减少停车维护所需的时间和费用；采用超级电容供电的AGV小车充电放电循环次数达100万次，远高于传统电池充放电循环次数，在AGV小车使用寿命周期中可实现免维护，能有效延长AGV小车的使用寿命；采用无线充电方式为小车充电减少了充电时所需的机械结构，并能减少因接触不良带来的诸多故障和安全隐患，而且充电时无需接触、接插操作，简便安全；适用于AGV小车这样的供电大功率输出、间歇短时工作制的设备和场景中，具有良好的示范效应和实用价值。

[0030] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

[0031] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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