RU133370U1

RU133370U1 - PORTABLE BATTERY INDUCTIVE CHARGING SYSTEM

Info

Publication number: RU133370U1
Application number: RU2013123000/07U
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Цуранов; Евгений Викторович Вдовин; Андрей Геннадьевич Глазов; Наталия Борисовна Ступакова
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2013-10-10

Abstract

Система индуктивной зарядки аккумуляторной батареи, состоящая из зарядной платформы (ЗП), содержащей блок электропитания (БЭП), преобразователь тока/ напряжения (ПТН), первичную катушку (ПК), датчик тока/ напряжения (ДТН) и контроллер зарядной платформы (КЗП), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН и с первым портом узла ДТН, который своим вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП, который выполнен с возможностью подключения своим первым портом к электросети 220 В, и соединенного с ней беспроводным способом портативного устройства (ПУ), содержащего вторичную катушку (ВК), драйвер, выпрямитель / регулятор напряжения / тока (ВРНТ), контроллер заряда (КЗ), аккумуляторную батарею (АКБ) и индикатор, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла ВРНТ, со вторым портом узла ВРНТ и со вторым портом драйвера, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ, и выполненная с возможностью беспроводной передачи электроэнергии (БПЭ) от узла ЗП к узлу ПУ по стандарту типа Qi для осуществления индуктивной зарядки узла АКБ, отличающаяся тем, что в состав узла ЗП дополнительно введен сенсорный экран (СЭ), который своим портом соединен с третьим портом узла КЗП, при этом узел СЭ выполнен с возможностью ввода и отображения буквенной, цифровой, символьной и графической информации, кроме того, узелInductive charging system of the battery, consisting of a charging platform (ZP) containing a power supply unit (BEP), a current / voltage converter (PTN), a primary coil (PC), a current / voltage sensor (DTN) and a charging platform controller (KZP), which, with its first and second ports, is connected, respectively, with the first port of the PTN node and with the first port of the DTN node, which is connected with its second port to the first port of the PC node, which is connected to the second port of the PTN node by the second port, which is connected to the second port by the third port bonds la BEP, which is configured to connect its first port to a 220 V power supply network, and a portable device (PU) wirelessly connected to it, containing a secondary coil (VK), a driver, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT), a charge controller ( KZ), a battery (battery) and an indicator that is connected via its input to the first port of the KZ node, which is connected with its second to fourth ports, respectively, to the battery node and the first port of the VRNT node, with the second port of the VRNT node and with the second port driver cat the first port is connected to the second port of the VC node, which is connected by the first port to the third port of the BPHT node, and configured to wirelessly transmit power (WPT) from the RF node to the PU node according to the Qi type standard for inductively charging the battery node, characterized in that a touch screen (SE) is additionally introduced into the structure of the RF node, which is connected by its port to the third port of the KZP node, while the SE node is configured to enter and display alphabetic, digital, symbolic and graphic information, in addition, the node

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам поддержания в рабочем состоянии вторичных элементов (аккумуляторов), и может быть использована для заряда аккумуляторных батарей (АКБ), обеспечивающих автономное электропитание различных технические устройства и системы, преимущественно, мобильных/ портативных устройств, к которым предъявляются повышенные требования по надежности функционирования и эффективности применения в сложных условиях эксплуатации.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically, to devices for maintaining the working state of secondary elements (batteries), and can be used to charge rechargeable batteries (batteries) that provide autonomous power supply to various technical devices and systems, mainly mobile / portable devices, to which have high demands on the reliability of operation and efficiency of use in difficult operating conditions.

Автономное функционирование многих технических устройств и систем (ТСС), особенно, мобильных / портативных устройств (МПУ), обеспечивается с помощью химических источников тока (ХИТ), среди которых наиболее востребованы и широко применяются АКБ.The autonomous functioning of many technical devices and systems (TSS), especially mobile / portable devices (MPU), is ensured by means of chemical current sources (HIT), among which the most popular and widely used batteries are.

Типовая практика обслуживания / заряда АКБ выражается в виде проведения периодических процедур заряда аккумуляторов, входящих в состав АКБ. Обычно, обслуживание / зарядка АКБ, встроенной в МПУ, осуществляется с помощью зарядного устройства (ЗУ), которое проводным / контактным способом (с помощью разъемов и кабелей) подключается к ТСС/ МПУ.Typical battery maintenance / charge practice is expressed as periodic battery charging procedures that are part of the battery. Usually, maintenance / charging of the battery built into the MPU is carried out using a charging device (charger), which is connected via a wire / contact method (using connectors and cables) to the TSS / MPU.

Исследования показали, что в системе электропитания МПУ, предусматривающей восстановление работоспособности АКБ путем ее зарядки с помощью проводного / контактного ЗУ, могут возникать отказы, вызывающие потерю работоспособности, как АКБ, так и МПУ в целом. Причиной низкой надежности системы электропитания МПУ являются элементы проводного интерфейса (ЭПИ), используемого для транспортировки от ЗУ к МПУ электрической энергии, необходимой для осуществления процедуры зарядки АКБ.Studies have shown that in the power supply system of the MPU, which provides for the restoration of the battery’s performance by charging it using a wire / contact charger, failures can occur that cause loss of performance of both the battery and the MPU as a whole. The reason for the low reliability of the MPU power supply system is the elements of the wired interface (EPI) used to transport electric energy from the charger to the MPU, which is necessary for the battery charging procedure.

Установлено, что ЭПИ, которые, как правило, реализуются на основе проводов и разъемов (например, блочных гнезд и кабельных штекеров), не только создают неудобства в применении ЗУ, но и подвержены влиянию факторов внешней среды (пыль, влага), интенсивному износу (ограниченное количество сочленений гнезда и штекера) и критичны к механическим нагрузкам (образуются разрывы в проводниках кабеля / провода, деформируются / разрушаются разъемы). Также, в результате загрязнений / окисления / ржавчины, возникающих на ЭПИ, может происходить значительное увеличение сопротивления электрической цепи, по которой осуществляется зарядка АКБ. В результате повышения сопротивления, возникающего в ЭПИ, нарушается режим заряда АКБ, например, значительно увеличивается длительность зарядки АКБ, что может привести к частичной или полной потере работоспособности, как самой АКБ, так и системы электропитания МПУ.It has been established that EPI, which, as a rule, are implemented on the basis of wires and connectors (for example, block sockets and cable plugs), not only creates inconvenience in the use of storage devices, but also are influenced by environmental factors (dust, moisture), intense wear ( a limited number of joints of the socket and plug) and are critical to mechanical stresses (breaks are formed in the cable / wire conductors, the connectors are deformed / broken). Also, as a result of pollution / oxidation / rust occurring on the EPI, a significant increase in the resistance of the electric circuit through which the battery is charged can occur. As a result of the increase in resistance arising in the EPI, the battery charge mode is violated, for example, the battery charge time is significantly increased, which can lead to a partial or complete loss of performance of both the battery itself and the MPU power supply system.

Как известно, многие из МПУ используются в ответственных сферах деятельности людей, например, службах экстренной помощи, подразделениях силовых структур (полиция, вооруженные силы государства), что предъявляет к МПУ повышенные требования по надежности и эффективности применения, особенно, в сложных условиях их эксплуатации. При использовании МПУ и ЗУ в сложных условиях эксплуатации, надежность такой системы электропитания, в которой используется проводное / контактное ЗУ, существенно снижается, что обусловлено действием, как факторов внешней среды, так и факторов субъективного характера. Так, например, пользователь МПУ и проводного / контактного ЗУ, действующий в условиях стрессовых ситуаций, может случайно повредить ЭПИ. Из-за выхода из строя ЭПИ теряет работоспособность МПУ в целом, поскольку зарядка его узла АКБ становится невозможной. Вполне очевидно, что степень влияния ЭПИ на надежность функционирования и эффективность применения МПУ существенно возрастает, особенно, при его эксплуатации в сложных условиях, например, в экстремальных ситуациях и жестких климатических условиях (высоком уровне влажности, запыленности, наличии интенсивных механических и прочих воздействий), поскольку при этом ЭПИ подвергается еще более интенсивному износу, что может служить источником частых отказов системы электропитания МПУ.As you know, many of the medical facilities are used in critical areas of activity of people, for example, emergency services, units of law enforcement agencies (police, state armed forces), which places high demands on the security and reliability of medical facilities, especially in difficult operating conditions. When using MPU and memory in difficult operating conditions, the reliability of such a power system, which uses a wire / contact memory, is significantly reduced, due to the action of both environmental factors and subjective factors. So, for example, a user of an MPU and a wire / contact memory operating in stressful situations can accidentally damage the EPI. Due to the failure of the EPI, the MPU as a whole loses its working capacity, since charging its battery assembly becomes impossible. It is obvious that the degree of influence of EPI on the reliability of operation and the effectiveness of MPUs increases significantly, especially when it is used in difficult conditions, for example, in extreme situations and harsh climatic conditions (high levels of humidity, dust, the presence of intense mechanical and other influences), since EPI undergoes even more intense wear, which can serve as a source of frequent failures of the MPU power supply system.

В процессе исследований установлено, что известные из техники системы электропитания МПУ имеют низкую надежность, что снижает надежность самих МПУ и эффективность их применения, особенно в сложных условиях эксплуатации. По мнению авторов, решение задачи, связанной с повышением надежности функционирования и эффективности применения МПУ, особенно в сложных условиях их эксплуатации, является весьма важной, а поиск технических решений, обеспечивающих повышение надежности, как системы электропитания, так и самих МПУ, функционирующих от встроенных АКБ, актуальным.In the process of research it was found that MPU power systems known from the technology have low reliability, which reduces the reliability of the MPU themselves and the effectiveness of their use, especially in difficult operating conditions. According to the authors, the solution to the problem of increasing the reliability of operation and the efficiency of the application of MPU, especially in difficult conditions of their operation, is very important, and the search for technical solutions that provide increased reliability of both the power supply system and the MPU themselves, operating from built-in batteries relevant.

Исследования показали, что решение поставленной задачи затруднено наличием следующего противоречия. Так, для того, чтобы выполнить зарядку АКБ, обеспечивающего электропитанием МПУ, зарядное устройство (ЗУ), оборудованное ЭПИ, - необходимо использовать. При использовании ЗУ надежность и эффективность применения МПУ снижается, поэтому ЗУ не нужно использовать. При отсутствии ЗУ, восстановление работоспособности АКБ, обеспечивающей автономное функционирование МПУ, становится не возможным. При этом, электрическое / механическое соединение между МПУ и ЗУ, обеспечиваемое узлом ЭПИ, и необходимое для выполнения периодических процедур заряда узла АКБ, с одной стороны, должно быть, иначе МПУ не сможет автономно функционировать из-за разряда АКБ. Однако, наличие узла ЭПИ, как показано выше, снижает надежность функционирования системы электропитания МПУ и эффективность его применения, поэтому, с другой стороны, узла ЭПИ - не должно быть. При отсутствии ЭПИ, возможность обеспечения работоспособности МПУ от встроенной АКБ - не обеспечивается.Studies have shown that the solution to the problem is complicated by the presence of the following contradiction. So, in order to charge the battery providing power to the MPU, a charger (charger) equipped with EPI must be used. When using the memory, the reliability and efficiency of the MPU is reduced, so the memory does not need to be used. In the absence of memory, the restoration of the battery, which ensures the autonomous functioning of the MPU, becomes impossible. At the same time, the electrical / mechanical connection between the MPU and the memory provided by the EPI assembly and necessary to perform periodic charging procedures for the battery assembly, on the one hand, should be, otherwise the MPU will not be able to function autonomously due to the battery discharge. However, the presence of an EPI unit, as shown above, reduces the reliability of the MPU power supply system and its effectiveness, therefore, on the other hand, there should not be an EPI unit. In the absence of EPI, the ability to ensure the operability of the MPU from the built-in battery is not provided.

Исследования показали, что систему электропитания МПУ можно представить в виде модели, содержащей следующие звенья: «АКБ-Интерфейс - ЗУ», где АКБ - аккумуляторная батарея, обеспечивающая автономное функционирование МПУ, ЗУ - зарядное устройство, используемое для обслуживания / заряда АКБ, Интерфейс - способ и средства, используемые для соединения/ подключения зарядного устройства к АКБ для ее заряда.Studies have shown that the MPU power supply system can be represented in the form of a model containing the following links: “Battery Interface - Charger”, where the battery is a rechargeable battery that provides autonomous functioning of the MPU, the charger is the charger used to service / charge the battery, the Interface The method and means used to connect / connect the charger to the battery to charge it.

Анализ предложенной модели системы электропитания МПУ показал, что наиболее «слабым звеном», с точки зрения ее надежности, является звено «Интерфейс», поэтому авторы исследования сосредоточили основное внимание на поиске технического решения, позволяющего «усилить» (повысить надежность и удобство применения) именно этого звена.Analysis of the proposed model of the MPU power supply system showed that the most “weak link”, from the point of view of its reliability, is the “Interface” link, therefore the authors of the study focused on finding a technical solution that allows “strengthening” (to increase reliability and ease of use) namely this link.

Информационным / патентным поиском установлено, что известные устройства / системы / технические решения, функционирующие с использованием автономных систем электропитания, которые соответствуют предложенной модели типа «АКБ-Интерфейс - ЗУ», имеют существенные недостатки, снижающие эффективность (надежность и удобство) их применения.An information / patent search found that known devices / systems / technical solutions that operate using autonomous power systems that correspond to the proposed model of the type “Battery-Interface-Memory” have significant drawbacks that reduce the efficiency (reliability and convenience) of their use.

Так, из техники [Л1] известна система электропитания мобильного телефона (далее - система), состоящая из мобильного телефона (МТ), содержащего индикатор, аккумуляторную батарею (АКБ), порт подключения внешних устройств (ППВУ) и контроллер заряда (КЗ), который своими первым, вторым и третьим портами соединен, соответственно, с узлом АКБ, с индикатором и с первым портом узла ППВУ, который выполнен в виде разъема, установленного на корпусе МТ, и обеспечивающего возможность механического и электрического подключения к МТ внешних устройств, и соединяемого (по мере необходимости заряда узла АКБ) с ним проводным / контактным способом зарядного устройства (ЗУ), содержащего последовательно соединенные проводной интерфейс (ПИ), стабилизатор напряжения/ тока (СНТ), блок питания (БП) и сетевой кабель (СК). При этом, система выполнена с возможностью проводного/ контактного подключения узла ЗУ к узлу МТ для осуществления процедуры заряда узла АКБ. Кроме того, узел ПИ выполнен в виде кабеля со штекером с возможностью подключения ко второму порту узла ППВУ, узел ЗУ выполнен в виде сетевого адаптера, обеспечивающего формирование и подачу на узел МТ напряжения, необходимого для заряда узла АКБ.So, from the technology [L1] the power supply system of a mobile phone (hereinafter referred to as the system) is known, consisting of a mobile phone (MT) containing an indicator, a rechargeable battery (battery), a port for connecting external devices (ППВУ) and a charge controller (KZ), which its first, second and third ports are connected, respectively, with the battery assembly, with an indicator and with the first port of the PPVU node, which is made in the form of a connector mounted on the MT case, and providing the possibility of mechanical and electrical connection of external devices to the MT, and chargeable (as necessary, charge the battery assembly) with it a wire / contact method of a charging device (charger) containing a wired interface (PI) in series, a voltage / current stabilizer (SNT), a power supply unit (PSU) and a network cable (SK). Moreover, the system is made with the possibility of wired / contact connection of the memory node to the MT node to carry out the charging procedure of the battery node. In addition, the PI node is made in the form of a cable with a plug with the ability to connect to the second port of the PPVU node, the memory node is made in the form of a network adapter that provides the formation and supply to the MT node of the voltage necessary to charge the battery node.

Устройство функционирует следующим образом. Узел МТ получает электропитание от АКБ. Для заряда узла АКБ используется узел ЗУ, который по мере необходимости (для зарядки узла АКБ) подключается к узлу МТ. Узел ЗУ представляет собой типовой сетевой адаптер / зарядное устройство, подключение которого к МТ осуществляется с помощью проводного / контактного соединения с использованием узлов ППВУ и ПИ. При этом, узлы ППВУ и ПИ выполнены, соответственно, в виде многоштырькового разъема, установленного на корпусе узла МТ и в виде кабеля со штекером. Узлы ППВУ и ПИ выполнены с возможностью механического сочленения и электрического подключения цепей, обеспечивающих коммутацию / подачу от узла ЗУ к узлу МТ напряжения, необходимого для осуществления заряда узла АКБ. В исходном состоянии степень заряда узла АКБ отображается с помощью индикатора. Например, после разряда АКБ, цвет свечения индикатора изменяется с зеленого на красный. В этом случае, возникает необходимость выполнить заряд узла АКБ. Для этого пользователь системы подключает (механически и электрически соединяет) между собой узлы ПИ и ППВУ и подключает узел СК к сетевой розетке (220 В, 50 Гц). Напряжение (+5 В) с выхода узла ЗУ поступает через узлы ПИ и ППВУ на узел АКБ и под управлением узла КЗ осуществляется зарядка узла АКБ. Режим заряда узла АКБ определяется алгоритмами, установленными в узле КЗ. Например, если узел состоит из литий-полимерных аккумуляторов, то их заряд осуществляется типовым способом, известным из [Л2]. После того как узел АКБ заряжен, цвет свечения индикатора изменяется с красного на зеленый. После этого оператор/ пользователь системы может отключить узел ЗУ от узла МТ путем физического отсоединения узла ПИ от узла ППВУ.The device operates as follows. The MT node receives power from the battery. To charge the battery node, the memory node is used, which, as necessary (for charging the battery node) is connected to the MT node. The memory unit is a typical network adapter / charger, which is connected to the MT using a wired / contact connection using the PPVU and PI nodes. At the same time, the PPVU and PI nodes are made, respectively, in the form of a multi-pin connector mounted on the housing of the MT unit and in the form of a cable with a plug. The PPVU and PI nodes are made with the possibility of mechanical articulation and electrical connection of circuits providing switching / supply from the memory node to the MT node of the voltage necessary to charge the battery assembly. In the initial state, the degree of charge of the battery assembly is displayed using the indicator. For example, after a battery is discharged, the color of the indicator light changes from green to red. In this case, it becomes necessary to charge the battery assembly. To do this, the user of the system connects (mechanically and electrically connects) the PI and PPVU nodes and connects the SK node to a power outlet (220 V, 50 Hz). The voltage (+5 V) from the output of the charger node is supplied through the PI and PWU nodes to the battery node and, under the control of the short circuit node, the battery node is charged. The charge mode of the battery node is determined by the algorithms installed in the short circuit node. For example, if the unit consists of lithium-polymer batteries, then their charge is carried out by a standard method known from [L2]. After the battery node is charged, the color of the indicator light changes from red to green. After that, the operator / user of the system can disconnect the memory node from the MT node by physically disconnecting the PI node from the PPVU node.

Данная система имеет низкую надежность и не удобна в использовании, что обусловлено следующими причинами. Так, использование узлов ППВУ и ПИ, которые выполнены в виде типовых разъемов, обеспечивающих коммутацию электрических цепей, используемых для заряда узла АКБ, существенным образом снижает надежность функционирования системы и эффективность (удобства) ее применения. Это, в свою очередь, вызвано тем, что любое механическое сочленение, используемое для соединения / коммутации электрических цепей, подвержено износу / разрушению, в том числе, из-з действия процессов трения / истирания, возникающих при механическом сочленении разъемов, их коррозии, а также из-за небрежного обращения с этими узлами (ППВУ и ПИ) его пользователями в процессе эксплуатации системы (при выполнении процедур заряда узла АКБ). Также, узлы ППВУ и ПИ уязвимы к воздействию механических нагрузок (вибраций, ударов, чрезмерных нажимов, перегибов / перекосов, растяжений и т.п.) и к воздействию различных факторов внешней среды (повышенный уровень влажности, запыленности и др.), в результате действия которых ускоряются процессы износа узлов ППВУ и ПИ, что служит источником непредвиденных / преждевременных отказов в работе, как ЭПИ (узлы ППВУ и ПИ), так системы электропитания МПУ (МТ/ЗУ) в целом.This system has low reliability and is not convenient to use, due to the following reasons. So, the use of PPVU and PI nodes, which are made in the form of typical connectors, providing switching of electrical circuits used to charge the battery node, significantly reduces the reliability of the system and the efficiency (convenience) of its use. This, in turn, is due to the fact that any mechanical joint used to connect / commute electrical circuits is subject to wear / damage, including due to the action of friction / abrasion processes that occur during mechanical jointing of connectors, their corrosion, and also due to the careless handling of these nodes (ППВУ and ПИ) by its users during the operation of the system (when performing battery charging procedures). Also, PPVU and PI nodes are vulnerable to mechanical stresses (vibrations, shock, excessive pressure, kinks / distortions, stretching, etc.) and to the effects of various environmental factors (increased humidity, dust, etc.), as a result whose actions accelerate the wear processes of the PPVU and PI nodes, which serves as a source of unforeseen / premature failures in operation, both EPI (PPVU and PI nodes) and the MPU (MT / ZU) power supply system as a whole.

Из техники [ЛЗ] известна система электропитания портативной радиостанции (далее - система), состоящая из радиостанции (РС), содержащей аккумуляторную батарею (АКБ), индикатор, порт подключения внешних устройств (ППВУ) и контроллер заряда (КЗ), который своими с первого по третий портами соединен, соответственно, с узлом АКБ, с узлом индикатора и с узлом ППВУ, и соединенной с ней посредством проводной / контактной связи зарядного устройства (ЗУ), содержащего последовательно соединенные проводной интерфейс (ПИ), стабилизатор напряжения / тока (СНТ), сетевой блок питания (БП) и сетевой кабель (СК). При этом, узел ЗУ выполнен в виде сетевого адаптера, обеспечивающего формирование и подачу на узел ПИ напряжения, необходимого для заряда узла АКБ, узел ПИ выполнен в виде кабеля со штекером, обеспечивающим возможность подключения ЗУ ко второму порту узла ППВУ для осуществления процедуры заряда узла АКБ.The power system of a portable radio station (hereinafter referred to as the system), consisting of a radio station (PC) containing a battery (battery), an indicator, an external device connection port (HLP) and a charge controller (KZ), which is own from the first through the third ports it is connected, respectively, with the battery assembly, with the indicator assembly and with the PPVU assembly, and connected to it via the wire / contact connection of the charging device (charger) containing the wire interface (PI) connected in series, a voltage / current stabilizer (SNT) , network power supply (PSU) and network cable (SC). At the same time, the memory node is made in the form of a network adapter, which provides the formation and supply to the PI node of the voltage necessary to charge the battery node, the PI node is made in the form of a cable with a plug, which allows the memory to be connected to the second port of the ППВУ node for the battery node charging procedure .

Функционирование данной системы осуществляется аналогично предыдущему устройству. Отличия могут быть только в используемом алгоритме заряда узла АКБ, реализуемом узлом КЗ.The functioning of this system is carried out similarly to the previous device. Differences can only be in the used battery charge algorithm, implemented by the short circuit node.

Данная система частично устраняет недостатки предыдущей системы, что достигается за счет того, что узел РС разработан и изготовлен для эксплуатации в сложных условиях. Корпус РС изготовлен с применением прочных / износостойких конструктивных элементов (литое алюминиевое шасси) и имеет брызгозащищенное исполнение. Внешние разъемы, в том числе узел ППВУ, герметизированы резиновыми уплотнителями и усилены болтовыми соединениями. Это обеспечивает повышенную устойчивость узлов ППВУ и ПИ к воздействию внешних факторов среды, в том числе, механических нагрузок, пыли и влаги. Поэтому, звено «интерфейс» данной системы имеет более высокую надежность.This system partially eliminates the disadvantages of the previous system, which is achieved due to the fact that the PC node is designed and manufactured for operation in difficult conditions. The PC case is made using durable / wear-resistant structural elements (cast aluminum chassis) and is splash-proof. External connectors, including the PPVU assembly, are sealed with rubber seals and reinforced with bolted joints. This provides increased stability of PPVU and PI nodes to the effects of external environmental factors, including mechanical loads, dust and moisture. Therefore, the “interface” link of this system has higher reliability.

Данная система имеет недостатки, аналогичные предыдущей системе. Это обусловлено тем, что звено «интерфейс» организовано с использованием конструктивных элементов (разъемов, кабелей), которые имеет низкую надежность, поскольку уязвимы к воздействиям факторов внешней среды. Узлы ППВУ и ПИ, особенно, в сложных условиях, подвержены, интенсивному износу, разрушению под действием механических нагрузок, пыли, влаги и других факторов внешней среды. Наличие проводных соединений, устанавливаемых при осуществлении процедур заряда узла АКБ, весьма неудобны и могут быть повреждены при их использовани, особенно, в сложных условиях эксплуатации.This system has disadvantages similar to the previous system. This is due to the fact that the “interface” link is organized using structural elements (connectors, cables), which have low reliability, as they are vulnerable to environmental factors. Units PPVU and PI, especially in difficult conditions, are subject to intense wear, destruction under the influence of mechanical stress, dust, moisture and other environmental factors. The presence of wire connections established during the charging procedures of the battery assembly is very inconvenient and can be damaged when used, especially in difficult operating conditions.

По мнению авторов, решение поставленной задачи может быть достигнуто путем реализации звена «интерфейс» на новом технологическом принципе, предусматривающем полный отказ от использования типовых разъемов / кабелей (узлов ППВУ и ПИ) и других проводных/ контактных систем при осуществлении процедуры заряда АКБ. Такой подход предполагает реализацию более «сильного» (более надежного и удобного в применении) звена «интерфейс», что достигается исключением из него конструктивных элементов (узлов ППВУ и ПИ), которые подвержены влиянию факторов внешней среды (интенсивному износу, разрушению под действием механических нагрузок, пыли, влаги и др.), а также создают неудобства в обслуживании / зарядке узла АКБ. Для реализации более эффективной модели системы электропитания МПУ, авторами исследована возможность реализации звена «интерфейс» на основе использования технологии беспроводной передачи электрической энергии для использования ее в целях зарядки АКБ, встроенной в МПУ.According to the authors, the solution of this problem can be achieved by implementing the “interface” link on a new technological principle, which provides for the complete rejection of the use of typical connectors / cables (PPVU and PI nodes) and other wire / contact systems when carrying out the battery charge procedure. This approach implies the implementation of a more “strong” (more reliable and more convenient to use) link “interface”, which is achieved by eliminating structural elements from it (nodes ППВУ and ПИ), which are subject to the influence of environmental factors (intense wear, destruction under the influence of mechanical loads , dust, moisture, etc.), and also create inconvenience in servicing / charging the battery assembly. To implement a more efficient model of the MPU power supply system, the authors investigated the possibility of implementing the “interface” link based on the use of wireless electric energy transmission technology for use in order to charge the battery built into the MPU.

Как известно из [Л4], существует способ передачи электроэнергии (ЭЭ) без использования токопроводящих элементов в электрической цепи - беспроводная передача электричества (БПЭ). Технологические принципы беспроводной передачи электрической энергии включают в себя следующие методы: индукционный / индуктивный (используется для передачи ЭЭ на малые расстояния), резонансный (используется для передачи ЭЭ к бесконтактным смарт-картам и RFID-чипам), и направленный электромагнитный метод (используемы для передачи ЭЭ на относительно большие с использованием излучений на частотах в диапазоне от лазерного до микроволнового.As is known from [L4], there is a method of transmitting electricity (EE) without the use of conductive elements in an electric circuit — wireless transmission of electricity (WPT). The technological principles of wireless transmission of electrical energy include the following methods: induction / inductive (used to transmit EE over short distances), resonance (used to transmit EE to contactless smart cards and RFID chips), and directional electromagnetic method (used to transmit EEs are relatively large using radiation at frequencies ranging from laser to microwave.

Из техники [Л5] известно, что основной принцип работы индуктивной зарядки основан на использовании эффекта электромагнитной индукции. Для этого необходимо наличие двух катушек и переменный ток, который будет создавать нестатическое электромагнитное поле. Первая катушка расположена в передатчике и подключена к сети. Приемник также содержит катушку, ток в которой возникает только при изменении электромагнитного поля, которое создается переменным током в передатчике. Основной принцип работы индуктивной зарядки основывается на электромагнитной индукции. В отличие от классических зарядных устройств, их беспроводные аналоги вместо соединительного провода / кабеля используют дополнительный блок преобразования, аналогичный обычному трансформатору. Следует заметить, что использование беспроводной транспортировки электроэнергии может сопровождаться снижением эффективности ее доставки. Так, КПД этого блока, по данным разных производителей, колеблется от 50% до 90%. Компания Wireless Power Consortium сообщает, что в ее разработках достигнут КПД беспроводной передачи энергии до 70%. Экспертами отмечается, что технология беспроводной передачи энергии, используемая для индуктивной зарядки портативных устройств, имеет следующие достоинства. Во-первых, это - удобство применения. Пользователи портативных устройств (ПУ), для выполнения зарядки АКБ, встроенной в ПУ, просто кладут это ПУ на небольшую плоскую панель - корпус ЗУ, не заботясь о подключении проводов к передатчику энергии (зарядному устройству). Во-вторых - это - универсальность. Пользователи могут осуществлять зарядку любых моделей ПУ от стандартного беспроводного зарядного устройства. В-третьих это-практичность. Индуктивное зарядное устройство позволяет одновременную зарядку нескольких ПУ. В-четвертых - высокая надежность системы электропитания, поскольку отсутствуют проводные соединения между ЗУ и ПУ.From the technique [L5] it is known that the basic principle of inductive charging is based on the use of electromagnetic induction effect. This requires the presence of two coils and alternating current, which will create a non-static electromagnetic field. The first coil is located in the transmitter and connected to the network. The receiver also contains a coil, the current in which occurs only when the electromagnetic field changes, which is created by alternating current in the transmitter. The basic principle of inductive charging is based on electromagnetic induction. Unlike classic chargers, their wireless counterparts use an additional conversion unit, similar to a conventional transformer, instead of a connecting wire / cable. It should be noted that the use of wireless transportation of electricity may be accompanied by a decrease in the efficiency of its delivery. So, the efficiency of this unit, according to different manufacturers, ranges from 50% to 90%. Wireless Power Consortium announces that its designs have achieved wireless energy transfer efficiencies of up to 70%. Experts note that the wireless energy transfer technology used to inductively charge portable devices has the following advantages. Firstly, it is ease of use. Users of portable devices (PU), in order to charge the battery built into the PU, simply put this PU on a small flat panel - the charger housing, without worrying about connecting wires to the energy transmitter (charger). Secondly, it is universality. Users can charge any PU model with a standard wireless charger. Thirdly, it is practicality. An inductive charger allows the simultaneous charging of multiple PUs. Fourth, the high reliability of the power supply system, since there are no wired connections between the memory and the control panel.

Также из техники [Л6] известен стандарт для индукционной передачи энергии, обозначаемый как «Qi», который разработан Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии Wireless Power Consortium, WPC) для индукционной передачи энергии на расстояние до 4 см. Аппаратура Qi включает в себя передатчик, располагаемый в зарядной платформе (ЗП) и совместимый с ним приемник, располагаемый в подключаемом портативном устройстве (ПУ). Для осуществления процесса заряда АКБ, встроенной в ПУ, необходимо разместить ПУ на корпусе ЗП. Зарядка происходит посредством индукционной передачи энергии как, например, в трансформаторах. Производителями, использующими этот стандарт в некоторых своих устройствах, являются такие компании, как HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola, Mobility, Nokia, Samsung, Sony. Консорциум беспроводной электромагнитной энергии WPC является открытым и объединяет различных производителей Азии, Европы и Америки. Его цель- создание единого стандарта для технологии индукционной зарядки. Устройства, стандарта используют электромагнитную индукцию между двумя плоскими катушками. Одна из них является базой и подключается к источнику энергии, а вторая находится внутри заряжаемого устройства и является приемником. Стандарт Qi предусматривает передачу мощности от 0 до 5 Вт. Следует отметить, что согласно стандарту Qi, магнитное поле используется и как средство связи, что используется для обнаружения устройств и управления процессами беспроводной передачи электрической энергии.Also known from the technology [L6] is the standard for induction energy transfer, designated as “Qi”, which was developed by the Wireless Power Consortium (WPC) for the induction energy transmission up to 4 cm. Qi equipment includes a transmitter located in charging platform (ZP) and compatible receiver located in a plug-in portable device (PU). To carry out the process of charging the battery built into the launcher, it is necessary to place the launcher on the housing of the charger. Charging takes place via induction energy transfer, such as in transformers. Manufacturers using this standard in some of their devices are companies such as HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola, Mobility, Nokia, Samsung, Sony. The WPC Wireless Electromagnetic Energy Consortium is open and brings together various manufacturers from Asia, Europe and America. Its goal is to create a single standard for induction charging technology. Devices of standard use electromagnetic induction between two flat coils. One of them is the base and is connected to the energy source, and the second is inside the charging device and is the receiver. The Qi standard provides power transmission from 0 to 5 watts. It should be noted that according to the Qi standard, the magnetic field is also used as a means of communication, which is used to detect devices and control the processes of wireless transmission of electrical energy.

По мнению авторов, именно технологии беспроводной передачи электроэнергии типа стандарта Qi могут быть положены в основу для создания звена «интерфейс» при реализации более эффективной модели системы электропитания МПУ, обеспечивающей, как надежную зарядку узла АКБ, так и повышение удобств в ее применении. Использование технологии беспроводной передачи электричества (БПЭ) в системе электропитания МПУ позволяет избавиться от использования проводов и разъемов (узлов ППВУ и ПИ), поскольку узлы МПУ и ЗУ для зарядки АКБ соединяются беспроводным / бесконтактным способом. При этом, появляется возможность исключить в звене «интерфейс» элементы с низкой надежностью, которые подвержены интенсивному износу, разрушению под действием механических нагрузок, пыли, влаги и других факторов внешней среды и, тем самым, обеспечить решение поставленной задачи, связанной с повышением, как надежности системы электропитания МПУ, так и эффективности его применения, особенно, в сложных условиях. Например, отсутствие в корпусе МПУ разъемов, через которые подается электропитание от внешнего ЗУ, позволяет более надежно защитить узел АКБ от воздействия внешних факторов типа пыли и влаги. Возможность подключения МПУ к ЗУ без использования проводов / кабелей и разъемов значительно повышает как надежность системы электропитания, так и эффективность (с точки зрения надежности и удобств) применения МПУ, особенно, в сложных условиях его эксплуатации.According to the authors, it is precisely the Qi-standard wireless power transmission technologies that can be used as the basis for creating the “interface” link when implementing a more efficient model of the MPU power supply system, which ensures both reliable charging of the battery pack and improving the comfort of its use. The use of wireless electricity transmission technology (BPE) in the MPU power supply system eliminates the need for wires and connectors (PPVU and PI nodes), since the MPU and memory nodes for charging batteries are connected wirelessly / non-contact. At the same time, it becomes possible to exclude elements with low reliability in the link “interface” that are subject to intense wear and tear, destruction under the influence of mechanical loads, dust, moisture and other environmental factors, and thereby provide a solution to the problem associated with increasing the reliability of the MPU power supply system, and the effectiveness of its use, especially in difficult conditions. For example, the absence of connectors in the MPU case through which power is supplied from an external memory allows more reliable protection of the battery assembly from external factors such as dust and moisture. The ability to connect the MPU to the memory without the use of wires / cables and connectors significantly increases both the reliability of the power supply system and the efficiency (from the point of view of reliability and convenience) of MPU application, especially in difficult operating conditions.

Из техники [Л7], известна система индуктивной зарядки аккумулятора (далее - система) состоящая из первичной цепи (ПЦ), включающей в себя источник мощности (ИМ), первичную катушку (ПК), детектор обратной связи (ДОС) и контроллер первичной цепи (КПЦ), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ИМ и с первым портом узла ДОС, который вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ИМ, и связанной с ней беспроводным способом (посредством индуктивной связи - ИС), вторичной цепи (ВЦ), включающей в себя вторичную катушку (ВК), цепь обратной связи (ЦОС), аккумуляторную батарею (АКБ) и контроллер заряда (КЗ), который своими первым, вторым и третьим портами соединен, соответственно, с узлом АКБ, с первым портом узла ВК и с первым портом узла ЦОС, который вторым портом соединен со вторым портом узла ВК. При этом, узел ЦОС выполнен с возможностью формирования и передачи сигнала обратной связи к первичной цепи через индуктивную связь между ПК и ВК, узел КПЦ выполнен с возможностью управления уровнем мощности подаваемой от узла ИМ на узел ПК, в соответствии с уровнем сигналов, принимаемых от узла ЦОС по цепи обратной связи через индуктивную связь между узлами ПК и ВК, узел КЗ выполнен с возможностью реализации необходимого алгоритма заряда узла АКБ, обнаружения режимов перенапряжения / избыточного тока в цепи заряда АКБ и формирования сигналов управления узлом ЦОС, используемых для управления процессом беспроводной передачи электрической энергии (увеличения или снижения мощности передаваемой электроэнергии).From the technique [L7], a known system of inductive charging of a battery (hereinafter referred to as the system) consisting of a primary circuit (PC) including a power source (IM), a primary coil (PC), a feedback detector (DOS) and a primary circuit controller ( KPC), which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the MI node and to the first port of the DOS node, which is connected by the second port to the first port of the PC node, which is connected by the second port to the second port of the MI node, and the associated wireless way (through inductive coupling - AND ), a secondary circuit (CC), including a secondary coil (VK), a feedback circuit (DSP), a battery (battery) and a charge controller (KZ), which is connected, respectively, with its first, second and third ports to the node Battery with the first port of the VC node and the first port of the DSP node, which is connected to the second port of the VC node by the second port. At the same time, the DSP node is configured to generate and transmit a feedback signal to the primary circuit through inductive coupling between the PC and the VC, the KPC node is configured to control the power level supplied from the IM node to the PC node, in accordance with the level of signals received from the node DSP through the feedback circuit through inductive coupling between the PC and VK nodes, the KZ node is configured to implement the necessary algorithm for charging the battery node, detecting overvoltage / excess current modes in the battery charge circuit and generating a signal s DSP control node used for controlling the wireless power transmission process (increase or decrease transmit power of electricity).

Система функционирует следующим образом. Для выполнения процедуры зарядки узла АКБ сначала осуществляется подключении узла ПЦ к питающей электросети (220 В). В простейшем случае узел ПЦ может быть реализован в виде типового сетевого блока / адаптера электропитания. От узла ИМ на узел ПК поступает переменное напряжение, мощность излучения которого управляется узлом КПЦ. Поскольку первичная и вторичная катушки системы индуктивно взаимосвязаны, то во вторичной цепи образуется входное напряжение, создаваемое за счет электромагнитной индукции. Входное напряжение используется для заряда узла АКБ. При этом, узлом КЗ осуществляется контроль перенапряжения или избыточного тока, создаваемых на узле АКБ в процессе его заряда. Обнаружение этих состояний осуществляется с помощью узла КЗ, реализующего функции детектора перенапряжения и датчика избыточного тока. Для устранения действия на узел АКБ «стрессовых состояний» (перенапряжения и перезаряда), узлом КЗ подается на узел ЦОС управляющий сигнал, по которому узлом ЦОС через узлы ВК и ПК передается сигнал обратной связи, который обнаруживается узлом ДОС. Выходные сигналы узла ДОС поступают на узел КПЦ, где осуществляется оценка их уровня. После этого, узлом КПЦ формируется сигнал управления узлом ИМ, что приводит к изменению уровня мощности, излучаемой узлом ПК. Таким образом, в процессе выполнения процедуры заряда узла АКБ, узлами КПЦ и ЦОС осуществляется формирование сигнала обратной связи, который передается ко вторичной цепи посредством индуктивной связи, установленной между узлами ВК и ПК. Это позволяет управлять количеством передаваемой энергии, используемой для заряда узла АКБ. Следует заметить, что узел ПК выполнен как часть колебательного контура и управление уровнем мощности, излучаемой ПЦ, осуществляется путем изменения частоты сигнала, подаваемого на ПК. Так, для повышения напряжения, создаваемого во вторичной цепи, уровень сигналов, предаваемых по цепи обратной связи, увеличивается, что вызывает сдвиг частоты сигнала, подаваемого на первичную катушку, ближе к резонансной частоте колебательного контура (частью которого является узел ПК). Для снижения мощности излучения узла ПЦ, частота сигналов, подаваемых на первичную катушку, сдвигается в сторону от резонансной частоты колебательного контура (частью которого является узел ПК). Таким образом, сигналы, поступающие по цепи обратной связи, используются для управления мощностью ЭМП, излучаемого ПЦ. По мере завершения заряда узла АКБ, сигналы в цепи обратной связи формируются таким образом, что частота сигнала, подводимого к ПК отводится все дальше и дальше от резонанса до тех пор, пока не перестанет поступать сигнал обратной связи, что приводит, практически, к выключению процесса беспроводной передачи электрической энергии (входное напряжение на ВЦ стремится к нулю).The system operates as follows. To perform the charging procedure for the battery node, the PC node is first connected to the supply network (220 V). In the simplest case, the PC node can be implemented as a typical network unit / power adapter. From the MI node, an alternating voltage is supplied to the PC node, the radiation power of which is controlled by the KPC center. Since the primary and secondary coils of the system are inductively interconnected, an input voltage is generated in the secondary circuit due to electromagnetic induction. The input voltage is used to charge the battery assembly. At the same time, the short-circuit node monitors the overvoltage or excess current created on the battery node in the process of its charge. The detection of these states is carried out using a short circuit node that implements the functions of an overvoltage detector and an excess current sensor. To eliminate the effect of “stressful states” (overvoltage and overcharging) on the battery node, the control unit sends a control signal to the DSP node, through which the DSP node sends a feedback signal through the VC and PC nodes, which is detected by the DOS node. The output signals of the DOS node are sent to the KPTs node, where their level is estimated. After that, the control unit of the IM node is formed by the KPC node, which leads to a change in the power level emitted by the PC node. Thus, in the process of charging the battery assembly, the KPC and DSP nodes, a feedback signal is generated, which is transmitted to the secondary circuit through inductive coupling established between the VK and PC nodes. This allows you to control the amount of transmitted energy used to charge the battery assembly. It should be noted that the PC node is made as part of the oscillatory circuit and the power level emitted by the PC is controlled by changing the frequency of the signal supplied to the PC. So, to increase the voltage generated in the secondary circuit, the level of signals transmitted through the feedback circuit is increased, which causes a shift in the frequency of the signal supplied to the primary coil, closer to the resonant frequency of the oscillating circuit (of which the PC unit is a part). To reduce the radiation power of the PC node, the frequency of the signals supplied to the primary coil is shifted away from the resonant frequency of the oscillatory circuit (of which the PC node is a part). Thus, the signals received through the feedback circuit are used to control the power of the electromagnetic field emitted by the PC. As the battery node completes charging, the signals in the feedback circuit are formed in such a way that the frequency of the signal supplied to the PC is diverted farther and farther from the resonance until the feedback signal ceases to occur, which practically leads to the shutdown of the process wireless transmission of electrical energy (input voltage at the CC tends to zero).

Данное техническое решение частично устраняет недостатки предыдущей системы. Это достигается за счет того, что из цепи передачи электрической энергии, используемой для зарядки АКБ, устранены конструктивные элементы - узлы ППВУ и ПП (выполненные в предыдущей системе с использованием разъемов и кабеля), которые подвержены интенсивному износу, разрушению под действием механических нагрузок, пыли, влаги и других факторов внешней среды. Возможность беспроводной зарядки узла АКБ (без использования проводного / контактного соединения ПЦ и ВЦ) позволяет значительно повысить надежность данной системы электропитания. Кроме того, также повышается эффективность применения системы, с точки зрения создания комфортных условий и удобств в осуществлении процедуры зарядки АКБ, поскольку от пользователя системы, кроме как разместить рядом друг с другом узлы ПЦ и ВЦ, никаких действий больше не требуется.This technical solution partially eliminates the disadvantages of the previous system. This is achieved due to the fact that the structural elements — PPVU and PP nodes (made in the previous system using connectors and cable), which are subject to intense wear, destruction under the influence of mechanical loads, and dust — are eliminated from the electric energy transmission circuit used to charge the battery. , moisture and other environmental factors. The ability to wirelessly charge the battery node (without using a wired / contact connection between the PC and the CC) can significantly improve the reliability of this power system. In addition, the efficiency of the system application is also increased from the point of view of creating comfortable conditions and amenities in the implementation of the battery charging procedure, since the user of the system, in addition to placing the PC and CC nodes next to each other, no longer needs to be taken.

Данная система имеет низкую надежность. Звено «интерфейса», обеспечивающее беспроводную передачу электроэнергии при осуществлении зарядки узла АКБ, может функционировать неустойчиво / с отказами, возникающими в результате воздействии факторов внешней среды, например, нарушений точного взаимного позиционирования узлов ПК и ВК, возникновения загрязнений корпусов узлов ПЦ/ВЦ, вызывающих ослабления процесса БПЭ, влияния на процесс беспроводной передачи электроэнергии посторонних предметов, которые могут вызывать образование помех в цепи обратной связи и нарушать режим заряда узла АКБ. Также, система уязвима к факторам, носящим субъективных характер, например, из-за действий (небрежности в использовании) пользователей системы, которые могут нарушать требуемые рекомендации по обслуживанию системы, в том числе, по взаимному размещению узлов ПЦ и ВЦ. Поскольку возможность контроля процесса БПЭ и зарядки узла АКБ отсутствует, то нарушения по взаимному размещению узлов ПЦ и ВЦ, существенно влияющие на эффективность БПЭ, пользователями системы не могут быть своевременно замечены. В результате этого время обслуживания / зарядки АКБ, встроенной в МПУ, может значительно увеличиваться (из-за нарушений в БПЭ и снижению эффективности этого процесса).This system has low reliability. The “interface” link, which provides wireless power transmission during charging of the battery assembly, may function unstable / with failures resulting from environmental factors, for example, violations of the exact mutual positioning of the PC and VK nodes, contamination of the cases of the PC / CC nodes, causing weakening the WPT process, the impact on the process of wireless transmission of electricity to foreign objects that can cause interference in the feedback circuit and disrupt the charge mode assembly of the battery. Also, the system is vulnerable to factors of a subjective nature, for example, due to actions (negligence in use) of system users that may violate the required recommendations for system maintenance, including the mutual placement of the PC and CC nodes. Since there is no possibility of monitoring the WPT process and charging the battery assembly, violations of the mutual placement of the PC and the CC nodes that significantly affect the efficiency of the WPT cannot be noticed by users of the system in a timely manner. As a result, the maintenance / charging time of the battery built into the MPU can significantly increase (due to violations in the WPT and a decrease in the efficiency of this process).

Исследования показали, что известные из техники системы электропитания МПУ, базирующиеся на применении технологий беспроводной передачи электроэнергии (далее Qi - устройства) имеют недостатки общего характера, которые существенно влияют, как на надежность МПУ, так и на эффективность их применения. Информационным / патентным поиском установлено, что известные из техники устройства / системы / технические решения, которые могут быть использованы для беспроводной зарядки АКБ МПУ, имеют существенные недостатки, снижающие надежность и эффективность применения МПУ, особенно при его эксплуатации в сложных условиях. Рассмотрим этот вопрос подробнее.Studies have shown that MPU power systems known from the technology, based on the use of wireless power transmission technologies (hereinafter Qi - devices), have general shortcomings that significantly affect both the reliability of the MPU and the efficiency of their use. An information / patent search found that devices / systems / technical solutions known from the technology that can be used for wireless charging of MPU batteries have significant drawbacks that reduce the reliability and efficiency of MPU application, especially when it is used in difficult conditions. Let's consider this question in more detail.

Так, согласно [Л8], система беспроводной передачи электроэнергии типа Qi весьма критична к расстоянию между катушками (ПК и ВК) и точности позиционирования их относительно друг друга. Чем точнее катушка приемника попадает в поле передатчика, тем сильнее будет ток зарядки, а значит, меньше времени будет тратиться на зарядку АКБ. При использовании беспроводной зарядки для выполнения процедуры зарядки аккумуляторов (узла АКБ) пользователь должен строго соблюдать инструкцию по взаимному расположению Qi - устройств, поскольку точность их позиционирования существенно влияет на эффективность зарядки, что выражается в увеличении ее длительности. Например, в проведенных опытах время полного заряда аккумулятора мобильного телефона, при использовании проводного и беспроводного ЗУ, длительность зарядки составила, соответственно 121 мин и 172 мин. При этом, повышение беспроводной / индуктивной зарядки увеличилось из-за нарушений взаимного позиционирования узлов ПК и ВК на величину около 10%, что доказывает уязвимость системы индуктивной зарядки к точности позиционирования ее приемопередающих узлов (узлов ПК и ВК). Также, в [Л9] отмечается, что для наиболее эффективной передачи энергии необходимо обеспечить наилучшее взаимодействие катушки-приемника с магнитным полем. При этом от диаметра катушки зависит оптимальное расстояние между передатчиком и приемником. Для обеспечения оптимальных условий передачи энергии катушка передатчика имеет определенный размер, установленный стандартом QI. Размер используемых в настоящее время типовых катушек составляет 43 мм. Размер катушки передатчика, предусмотренный стандартом QI, в зависимости от конструктивных особенностей передатчика, колеблется в пределах 30-80 мм. Требуемое расстояние меду узлами ПК и ВК составляет приблизительно десятую часть от этого значения, то есть, оба QI- устройства должны располагаться вплотную друг к другу. При увеличении расстояния / нарушения позиционирования между QI - устройствами эффективность передачи энергии снижается катастрофически - от 70% до нескольких процентов. К тому же, для оптимальной БПЭ необходимо также выбрать удачное / оптимальное положение катушек в пространстве.So, according to [L8], a Qi-type wireless power transmission system is very critical to the distance between the coils (PC and VK) and the accuracy of their positioning relative to each other. The more accurately the receiver coil enters the transmitter field, the stronger the charging current will be, which means less time will be spent on charging the battery. When using wireless charging to perform the battery charging procedure (battery assembly), the user must strictly follow the instructions for the mutual arrangement of Qi devices, since the accuracy of their positioning significantly affects the charging efficiency, which is expressed in an increase in its duration. For example, in the experiments performed, the time of a full charge of the mobile phone’s battery, using a wired and wireless memory, the charging duration was 121 min and 172 min, respectively. At the same time, the increase in wireless / inductive charging increased due to violations of the mutual positioning of PC and VK nodes by about 10%, which proves the inductive charging system's vulnerability to the accuracy of positioning of its transceiver nodes (PC and VK nodes). Also, in [L9] it is noted that for the most efficient energy transfer it is necessary to ensure the best interaction of the receiver coil with the magnetic field. In this case, the optimum distance between the transmitter and receiver depends on the diameter of the coil. To ensure optimal conditions for energy transfer, the transmitter coil has a certain size, established by the QI standard. The size of the currently used typical coils is 43 mm. The size of the transmitter coil stipulated by the QI standard, depending on the design features of the transmitter, ranges from 30-80 mm. The required distance between the PC and VK nodes is about a tenth of this value, that is, both QI devices should be located close to each other. With an increase in the distance / positioning violation between QI devices, the energy transfer efficiency decreases catastrophically - from 70% to several percent. In addition, for optimal WPT, it is also necessary to choose a successful / optimal position of the coils in space.

По мнению авторов, наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту (прототипом) является, известная из техники [Л10], система индуктивной зарядки аккумуляторной батареи портативного устройства (далее - система), состоящая из зарядной платформы (ЗП), содержащей блок электропитания (БЭП), преобразователь тока / напряжения (ПТН) типа AC-DC, первичную катушку (ПК), датчик тока / напряжения (ДТН) и контроллер зарядной платформы (КЗП), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН и с первым портом узла ДТН, который своим вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП, который выполнен с возможностью подключения своим первым портом к электросети 220 В, и соединенного с ней посредством беспроводным способом портативного устройства (ПУ), содержащего вторичную катушку (ВК), драйвер, выпрямитель / регулятор напряжения / тока (ВРНТ), контроллер заряда (КЗ), аккумуляторную батарею (АКБ) и индикатор, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла ВРНТ, со вторым портом узла ВРНТ и со вторым портом узла драйвера, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ, при этом, система выполнена с возможностью беспроводной передачи электроэнергии от узла ЗП к узлу ПУ по стандарту типа для осуществления индуктивной зарядки узла АКБ.According to the authors, the closest in technical essence to the claimed object (prototype) is, known from the technique [L10], an inductive charging system for a portable device’s rechargeable battery (hereinafter referred to as the system), consisting of a charging platform (ZP) containing a power supply unit (BEP) ), a current-voltage converter (ПТН) type AC-DC, a primary coil (PC), a current / voltage sensor (ДТН) and a charging platform controller (KZP), which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the ПТН node and with the first port the DTN node, which is connected by its second port to the first port of the PC node, which is connected by the second port to the second port of the ПТН node, which is connected by the third port to the second port of the BEP node, which is configured to connect its first port to a 220 V power supply network, and connected to it through a wireless method of a portable device (PU) containing a secondary coil (VK), a driver, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT), a charge controller (short circuit), a battery (battery) and an indicator that is connected to its input with the first port of the short circuit node, which is connected with its second to fourth ports, respectively, with the battery node and the first port of the BPHT node, with the second port of the BPHT node and with the second port of the driver node, which the first port is connected to the second port of the VK node, which is the first the port is connected to the third port of the VRNT node, while the system is configured to wirelessly transmit electricity from the RF node to the PU node according to the type standard for inductively charging the battery node.

Функциональная схема данной системы представлена на фиг.1. Система (фиг.1) состоит из зарядной платформы (ЗП) 1, содержащей блок электропитания (БЭП) 7, преобразователь тока / напряжения (ПТН) 6, первичную катушку (ПК) 4, датчик тока / напряжения (ДТН) 3 и контроллер зарядной платформы (КЗП) 5, который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН 6 и с первым портом узла ДТН 3, который вторым портом соединен с первым портом узла ПК 4, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН 6, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП 7, который первым портом может подключаться к электросети 8, и соединенного с ней посредством беспроводной связи (электромагнитного поля - ЭМП) 9 портативного устройства (ПУ) 2, содержащего вторичную катушку (ВК) 10, драйвер 11, выпрямитель / регулятор напряжения / тока (ВРНТ) 12, контроллер заряда (КЗ) 13, аккумуляторную батарею (АКБ) 14 и индикатор 15, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ 13, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ 14 и первым портом узла ВРНТ 12, со вторым портом узла ВРНТ 12 и со вторым портом узла драйвера 11, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК 10, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ 12, при этом, система выполнена с возможностью осуществления беспроводной/ индуктивной зарядки узла АКБ 14 по стандарту типа Qi.Functional diagram of this system is presented in figure 1. The system (Fig. 1) consists of a charging platform (ZP) 1 containing a power supply unit (BEP) 7, a current / voltage converter (PTN) 6, a primary coil (PC) 4, a current / voltage sensor (DTN) 3 and a charging controller platform (KZP) 5, which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the PTN node 6 and to the first port of the DTN 3 node, which is connected by the second port to the first port of the PC 4 node, which is connected to the second port of the PTN node by the second port 6, which is connected by the third port to the second port of the BEP node 7, which the first port can connect to the power supply 8, and connected to it via wireless communication (electromagnetic field - EMF) 9 portable device (PU) 2 containing a secondary coil (VK) 10, driver 11, rectifier / voltage / current regulator (VRNT) 12, charge controller (KZ) 13, the battery (battery) 14 and the indicator 15, which is connected by its input to the first port of the KZ 13 node, which is connected with its second to fourth ports, respectively, to the battery node 14 and the first port of the VRNT 12 node, with the second port of BPHT node 12 and with the second port of driver node 11, which the first port is connected to the second port of the node VK 10, which the first port is connected to the third port of the node BPHT 12, while the system is configured to wirelessly / inductively charge the battery node 14 according to the Qi type standard.

Система (фиг.1) функционирует следующим образом. Для осуществления процедуры заряда узла АКБ 14, узел ПУ 2 размещается/ устанавливается, как можно ближе к узлу ЗП 1 (на практике, чаще всего, узел ПУ 2 располагается непосредственно на корпусе ЗП 1), который выполняет функции беспроводного / индуктивного зарядного устройства. Для получения наиболее эффективного процесса беспроводной передачи энергии (высокого КПД), узлы ПК 4 и ВК 10 должны быть приближены и правильно (согласно инструкции) ориентированы друг относительно друга так, чтобы приемопередающие катушки - узлы ПК 4 и ВК 10 были в непосредственной близости (с максимальной индуктивной связью). После подключения узла ЗП 1 к питающей электросети (220 В) 8 в узле ПК 4, представляющего собой индукционную катушку, с помощью узла ПТН 6 создается переменное напряжение / ток, что приводит к образованию вокруг ПК 4 электромагнитного поля (ЭМП) 9, которое достигает и пересекает витки катушки узла ВК 10. При этом, за счет действия эффекта электромагнитной индукции, в узле ВК 10 возникает входное электрическое напряжение (ВЭН), которое поступает на узел ВРНТ 12, с помощью которого осуществляется конвертирование / преобразование ВЭН к виду / уровню, необходимому для осуществления зарядки узла АКБ 14, которая происходит под управлением узла КЗ 13. Электрическая энергия от узла ЗП 1 передается к узлу ПУ 2 посредством переменного электромагнитного поля 9, которое наводит (за счет электромагнитной индукции) в витках вторичной катушки 10 величину переменного напряжения ВЭН, требуемую для зарядки узла АКБ 14. Если первичная и вторичная катушки (узлы ПК 4, ВК 10) находятся в непосредственной близости, то значительная часть силовых линий, создаваемых первичной катушкой 4, пройдет через витки вторичной катушки 10, создав в ней переменный ток, который затем преобразовывается и используемое для заряда узла АКБ 14. Система функционирует по стандарт Qi, который регламентирует, как допустимый уровень мощности энергии, передаваемой беспроводным путем (до 5 Вт), так и протокол энергетического и информационного взаимодействия между узлами ЗП 1 и ПУ 2. Информационное взаимодействие ЗП 1 и ПУ 2 осуществляется путем передачи цифровой информацию в виде битов / байтов методом фазовой модуляции ЭМП 9. Связь между узлами ЗП 1 и ПУ 2 устанавливается автоматически, в тот момент, когда ПУ 2 оказывается установленным на поверхности корпуса ЗП 1 и распознанным, как устройство Qi. Для идентификации ПУ 2, узлом ЗП 1 каждые 400 мс посылаются/ излучаются энергетические импульсы. Если на корпусе ЗП 1 установлено ПУ 2, то в соответствии с протоколом, соответствующим стандарту Qi, происходит информационный обмен, в процессе которого ЗП 1 и ПУ 2 «договариваются» об условиях зарядки узла АКБ 14 (например, об необходимом количестве электроэнергии, силе и частоте тока). После этого начинается фаза передачи энергии. Для контроля этого процесса, узлом ПУ 2 через каждые 32 мс осуществляется отправка узлу ЗП 1 пакетов данных с информацией об ошибках в работе беспроводной системы транспортировки электроэнергии. Передача данных от ПУ 2 к ЗП 1 и обратно осуществляется по цепи: КЗ 13 - драйвер 11 - ВК 10 - ЭМП 9 - ПК 4 - ДТН 3 - КЗП 5. Процесс заряда узла АКБ 14 отображается на индикаторе 15 тем или иным способом. В простейшем случае - цветом свечения индикатора 15, а при выполнении узла 15 в виде дисплея, - в виде условного значка батарейки, степень заряда АКБ 14 условно отображается степенью его заполнения. После завершения заряда узла АКБ 14, ПУ 2 отправляет пакет данных с сообщением типа «Передача энергии завершена», по получении которого ЗП 1 останавливает работу (прекращает беспроводную передачу электроэнергии).The system (figure 1) operates as follows. To carry out the charging procedure for the battery assembly 14, the control unit 2 is placed / installed as close as possible to the charger 1 (in practice, most often, the control device 2 is located directly on the charger 1), which acts as a wireless / inductive charger. To obtain the most efficient process of wireless energy transfer (high efficiency), the nodes of PC 4 and VK 10 should be close and correctly (according to the instructions) oriented relative to each other so that the transceiver coils - nodes of PC 4 and VK 10 are in close proximity (with maximum inductive coupling). After connecting the node ЗП 1 to the supply network (220 V) 8 in the node of the PC 4, which is an induction coil, using the PTN 6 node creates an alternating voltage / current, which leads to the formation around the PC 4 of an electromagnetic field (EMF) 9, which reaches and crosses the turns of the coil of the VK 10 node. At the same time, due to the action of the electromagnetic induction effect, an input electric voltage (VEN) arises in the VK 10 node, which is supplied to the VRNT 12 node, with the help of which the VEN is converted / converted to type / level, the need one for charging the battery assembly 14, which is controlled by the short circuit node 13. The electric energy from the power supply unit 1 is transmitted to the control unit 2 by means of an alternating electromagnetic field 9, which induces (due to electromagnetic induction) in the turns of the secondary coil 10 the magnitude of the alternating voltage of the VEN required to charge the battery assembly 14. If the primary and secondary coils (PC 4, VK 10 nodes) are in close proximity, a significant part of the power lines created by the primary coil 4 will pass through the turns of the secondary cat ears 10, creating an alternating current in it, which is then converted and used to charge the battery 14. The system operates according to the Qi standard, which regulates both the allowable level of power transmitted wirelessly (up to 5 W) and the protocol of energy and information the interaction between the nodes of the RF 1 and PU 2. The information interaction of the RF 1 and PU 2 is carried out by transmitting digital information in the form of bits / bytes using the phase modulation method EMF 9. The connection between the nodes of the RF 1 and PU 2 is established automatically, at the moment when the PU 2 is installed on the surface of the housing ZP 1 and recognized as a device Qi. To identify the PU 2, the node 1 1 every 400 ms are sent / emitted energy pulses. If PU 2 is installed on the housing of the charger 1, then in accordance with the protocol corresponding to the Qi standard, an information exchange takes place, during which the charger 1 and the controller 2 “agree” on the charging conditions of the battery pack 14 (for example, the required amount of electricity, power and current frequency). After this, the phase of energy transfer begins. To control this process, the control unit 2 sends data packets with information about errors in the operation of the wireless electric power transmission system to the control unit 1 every 3 ms. Data transfer from PU 2 to ZP 1 and vice versa is carried out along the circuit: KZ 13 - driver 11 - VK 10 - EMF 9 - PC 4 - DTN 3 - KZP 5. The process of charging the battery 14 is displayed on the indicator 15 in one way or another. In the simplest case, by the glow of the indicator light 15, and when the node 15 is executed in the form of a display, in the form of a conditional battery icon, the degree of charge of the battery 14 is conditionally displayed by the degree of its filling. After the charge of the battery assembly 14 is completed, the control unit 2 sends a data packet with a message such as "Energy transfer completed", upon receipt of which the charger 1 stops operation (stops the wireless transmission of electricity).

Данная система частично устраняет недостатки предыдущего технического решения, так, этому способствует то, что в данной системе использован более совершенный механизм управления процессами беспроводной передачи электроэнергии и зарядки узла АКБ 14. Это достигается за счет использования цифрового протокола коммуникационного взаимодействия между узлами ЗП 1 и ПУ 2, предусматривающего возможность обнаружения и корректировки ошибок, возникающих в процессе беспроводной передачи электроэнергии. Кроме того, благодаря использованию стандарта типа Qi с поддержкой протокола передачи данных между ЗП 1 и ПУ 2 на скорости около 2 кбит/с, достигается достаточно эффективное, с точки зрения скорости и точности, управление процессами беспроводной передачи электроэнергии и заряда узла АКБ 14. По сравнению с предыдущим техническим решением, в котором для организации управления процессами беспроводной передачи электроэнергии и контроля режимом заряда узла АКБ использовалась цепь обратной связи, по которой передавались аналоговые сигналы, в данной системе реализуется более надежная схема контроля и управления. В данной системе использован более совершенный (цифровой) канал обратной связи, обеспечивающий более эффективное (надежное и точное) управление процессами организации, проведения и завершения процедур беспроводной передачи электроэнергии и контроля окончания зарядки узла АКБ 14.This system partially eliminates the disadvantages of the previous technical solution, so this is facilitated by the fact that this system uses a more advanced mechanism for controlling the processes of wireless power transmission and charging of the battery pack 14. This is achieved through the use of a digital communication protocol between the nodes ZP 1 and PU 2 providing for the possibility of detecting and correcting errors that occur during the wireless transmission of electricity. In addition, due to the use of a Qi-type standard with support for a data transfer protocol between ZP 1 and PU 2 at a speed of about 2 kbit / s, control over the processes of wireless transmission of electric power and battery charge of a battery 14 is quite effective in terms of speed and accuracy. compared with the previous technical solution, in which for the organization of control of the processes of wireless power transmission and control of the charge mode of the battery node, a feedback circuit was used, along which analog signals were transmitted, yes system leads to a more reliable monitoring and control circuit. This system uses a more advanced (digital) feedback channel that provides more efficient (reliable and accurate) control of the processes of organizing, conducting and completing wireless power transmission procedures and monitoring the end of charging of a battery pack 14.

Данной системе присущи недостатки, аналогичные предыдущему техническому решению.This system has inherent disadvantages similar to the previous technical solution.

В процессе исследований авторами установлено, что надежность системы электропитания МПУ, использующих для заряда АКБ беспроводную передачу электроэнергии (индуктивную зарядку) по технологии типа Qi, может быть повышена за счет использования новых признаков и свойств, позволяющих осуществлять более эффективную (надежную) индуктивную зарядку АКБ. Так, например, создание интерактивного интерфейса с возможностью контроля взаимного позиционирования катушек Qi-устройств (узлов ЗП 1 и ПУ 2) и контроля эффективности процесса беспроводной передачи электроэнергии в процессе заряда АКБ, может обеспечить возможность пользователю этих Qi-устройств создавать и поддерживать условия наиболее эффективного энергетического обмена между передатчиком и приемником электрической энергии Qi-устройств. В простейшем случае, наличие индикатора, отображающего точность позиционирования узлов ЗП 1 и ПУ 2, могла бы обеспечить такое размещение этих узлов, при котором создаются наиболее благоприятные условия беспроводной передачи электроэнергии и зарядки узла АКБ 14. Также, возможность контроля эффективности беспроводной передачи электроэнергии в процессе заряда узла АКБ 14, может обеспечить возможность пользователю своевременно предпринять меры по устранению причин, влияющих на индуктивную зарядку, например, нарушений позиционирования узлов ПК 4 и ВК 10, влияния на БПЭ между ними различных предметов и загрязнений. Кроме того, поскольку на работоспособность АКБ существенно влияет режим ее заряда, то предоставление системе электропитания возможностей по контролю / управлению режимом заряда АКБ с предоставлением пользователю системы результатов ее обслуживания / заряда (отображением состояния / параметров АКБ) также может обеспечить повышение надежности работы системы электропитания МПУ и эффективности его применения, в том числе, в сложных условиях, поскольку позволяет пользователю, в зависимости от практических потребностей, использовать наиболее подходящий алгоритм / режим заряда узла АКБ.In the process of research, the authors found that the reliability of the power supply system of MPUs using wireless electric power transmission (inductive charging) for charging batteries using Qi-type technology can be improved by using new features and properties that allow for more efficient (reliable) inductive battery charging. For example, the creation of an interactive interface with the ability to control the mutual positioning of the coils of Qi devices (ZP 1 and PU 2 nodes) and to monitor the efficiency of the process of wireless power transmission during battery charging, can provide the user with these Qi devices the opportunity to create and maintain the most effective conditions energy exchange between the transmitter and the receiver of electrical energy of Qi devices. In the simplest case, the presence of an indicator that displays the accuracy of the positioning of the nodes ZP 1 and PU 2 could provide such an arrangement of these nodes that creates the most favorable conditions for the wireless transmission of electricity and charging the battery 14 node. Also, the ability to control the effectiveness of wireless electricity transmission in the process the charge of the battery 14, can provide the user with the opportunity to take timely measures to eliminate the causes that affect inductive charging, for example, node positioning violations PC 4 and VC 10, the impact on APE between different objects and dirt. In addition, since the battery charge mode significantly affects the battery’s performance, providing the power system with the ability to control / manage the battery charge mode and providing the user with the system’s service / charge results (displaying the battery status / parameters) can also improve the reliability of the MPU power system and the effectiveness of its use, including in difficult conditions, since it allows the user, depending on practical needs, to use its suitable algorithm / unit charge mode of the battery.

Как показали исследования, использование интерактивного интерфейса для осуществления взаимного позиционирования Qi-устройств с целью создания условий наиболее эффективного энергетического обмена между ними, непрерывного контроля эффективности процесса беспроводной передачи электроэнергии и контроля/ управления режимом индуктивной зарядки АКБ с отображением результатов обслуживания / заряда АКБ, из техники не известны.Studies have shown that the use of an interactive interface for the mutual positioning of Qi devices in order to create the conditions for the most efficient energy exchange between them, continuously monitor the efficiency of the wireless power transmission process and monitor / control the inductive charging mode of the battery with displaying the results of battery maintenance / charge, from technology not known.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей известного устройства, связанных с повышением эффективности контроля и управления индуктивной зарядкой аккумуляторной батареи.The purpose of the utility model is to expand the functionality of the known device associated with increasing the efficiency of monitoring and control of inductive charging of the battery.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известную систему, состоящую из зарядной платформы (ЗП), содержащей блок электропитания (БЭП), преобразователь тока / напряжения (ПТН) типа AC-DC, первичную катушку (ПК), датчика тока / напряжения (ДТН) и контроллер зарядной платформы (КЗП), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН и с первым портом узла ДТН, который своим вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП, который первым портом может подключаться к электросети 8, и соединенного с ней беспроводным способом портативного устройства (ПУ), содержащего вторичную катушку (ВК), драйвер, выпрямитель / регулятор напряжения / тока (ВРНТ), контроллер заряда (КЗ), аккумуляторную батарею (АКБ) и индикатор, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла ВРНТ, со вторым портом узла ВРНТ и со вторым портом узла драйвера, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ, и выполненную с возможностью беспроводной передачи электроэнергии от узла ЗП к узлу ПУ по стандарту типа 01 для осуществления индуктивной зарядки узла АКБ, дополнительно в состав ЗП введен сенсорный экран (СЭ), который своим портом соединен с третьим портом узла КЗП, при этом, узел СЭ выполнен с возможностью ввода и отображения буквенной, цифровой, символьной и графической информации, кроме того, узел КЗП функционирует по программе, обеспечивающей возможность поддержки функций узла СЭ по вводу и выводу различных видов информации, эмуляции интерактивного интерфейса пользователя системы (ИИС) с визуализацией на узле СЭ виртуальной клавиатуры (ВК) и элементов оконного интерфейса, обеспечивающих возможность настройки канала беспроводной передачи электрической энергии (БПЭ) между узлами ЗП и ПУ путем оптимизации взаимного позиционирования узлов ПК и ВК по критерию минимизации количества ошибок, возникающих в коммуникационном / служебном канале связи между узлами ПУ и ЗП, непрерывного контроля процесса БПЭ между узлами ЗП и ПУ в процессе индуктивной зарядки узла АКБ с выводом на узел СЭ сообщений / данных отражающих эффективность этого процесса, например, отображения текущих значений КПД канала БПЭ, управления режимом обслуживания/ зарядки узла АКБ, например, путем выбора / установки нормального или ускоренного режима его заряда, и визуализации состояний узла АКБ, например, степени его заряда / значений электрических параметров узла АКБ.This goal is achieved due to the fact that in the known system consisting of a charging platform (ZP) containing a power supply unit (BEP), a current / voltage converter (PTN) type AC-DC, a primary coil (PC), a current / voltage sensor ( DTN) and a charging platform controller (KZP), which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the PTN node and to the first port of the DTN node, which is connected with its second port to the first port of the PC node, which is connected to the second port by the second port node PTN, which is the third port with dinene with the second port of the BEP node, which can be connected to the power supply 8 by the first port, and a portable device (PU) wirelessly connected to it, containing a secondary coil (VK), a driver, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT), a charge controller ( KZ), a battery (battery) and an indicator that is connected by its input to the first port of the KZ node, which is connected with its second to fourth ports, respectively, to the battery node and the first port of the VRNT node, with the second port of the VRNT node and with the second port driver node which is connected by the first port to the second port of the VC node, which is connected by the first port to the third port of the VRNT node, and configured to wirelessly transfer power from the RF node to the PU node according to type 01 standard for inductively charging the battery node, an additional sensor a screen (SE), which is connected by its port to the third port of the KZP node, while the SE node is configured to enter and display alphanumeric, digital, symbolic and graphic information, in addition, the KZP node operates by prog Amme, providing the ability to support the functions of the SE node for inputting and outputting various types of information, emulating an interactive system user interface (IIS) with visualization on the SE node of a virtual keyboard (VK) and window interface elements providing the ability to configure the channel for wireless transmission of electrical energy (WPT) between ZP and PU nodes by optimizing the mutual positioning of PC and VK nodes by the criterion of minimizing the number of errors that occur in the communication / service channel between the nodes and PU and ZP, continuous monitoring of the WPT process between the nodes of the ZP and PU during the inductive charging of the battery node with the output to the node of the SE messages / data reflecting the effectiveness of this process, for example, displaying the current values of the efficiency of the channel of the WPT, control the maintenance / charging mode of the battery for example, by selecting / setting the normal or accelerated mode of its charge, and visualizing the state of the battery node, for example, the degree of its charge / values of the electrical parameters of the battery node.

Функциональная схема устройства индукционной/ беспроводной зарядки аккумуляторной батареи портативного устройства (далее- система) представлена на фиг.2. Система (фиг.2) состоит из зарядной платформы (ЗП) 1, содержащей сенсорный экран (СЭ) 7, блок электропитания (БЭП) 8, преобразователь тока / напряжения (ПТН) 6, первичной катушки (ПК) 4, датчика тока / напряжения (ДТН) 3 и контроллера зарядной платформы (КЗП) 5, который своими третьим, первым, и вторым портами соединен, соответственно, с портом узла СЭ 7, с первым портом узла ПТН 6 и с первым портом узла ДТН 3, который вторым портом соединен с первым портом узла ПК 4, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН 6, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП 7, который первым портом может подключаться к электросети (220 В) 8, и соединенного с ней посредством беспроводной связи 10 портативного устройства (ПУ) 2, содержащего вторичную катушку (ВК) 11, драйвер 12, выпрямитель / регулятор напряжения / тока (ВРНТ) 13, контроллер заряда (КЗ) 14, АКБ 15 и индикатор 16, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ 14, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ 15 и первым портом узла ВРНТ 13, со вторым портом узла ВРНТ 13 и со вторым портом узла драйвера 12, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК 11, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ 13, при этом, система выполнена с возможностью осуществления беспроводной/ индуктивной зарядки узла АКБ 15 по стандарту типа Qi, кроме того, узел СЭ 7 выполнен с возможностью ввода и отображения буквенной, цифровой, символьной и графической/ информации, кроме того, узел КЗП 5 функционирует по программе, обеспечивающей возможность поддержки функций узла СЭ 7 по вводу и выводу различных видов информации, эмуляции интерактивного интерфейса пользователя системы с визуализацией на узле СЭ 7 виртуальной клавиатуры и элементов оконного интерфейса, обеспечивающих настройку канала беспроводной передачи электрической энергии (БПЭ) между узлами ЗП 1 и ПУ 2 путем оптимизации взаимного позиционирования узлов ПК 2 и ВК 11 по критерию минимизации количества ошибок, возникающих в коммуникационном / служебном канале связи между узлами ПУ 2 и ЗП 1, непрерывный мониторинг процесса БПЭ между узлами ЗП 1 и ПУ 2 с выводом на узел СЭ 7 сообщений/ данных отражающих эффективность процесса БПЭ, например, отображения на узле СЭ 7 текущего значения КПД канала БПЭ, управление режимом обслуживания / зарядки узла АКБ 15, например, путем выбора/ установки нормального или ускоренного режима его заряда, а также визуализацию состояний узла АКБ 15, например, степень его заряда.The functional diagram of the device for induction / wireless charging of the battery of a portable device (hereinafter referred to as the system) is shown in FIG. 2. The system (figure 2) consists of a charging platform (ZP) 1 containing a touch screen (SE) 7, a power supply unit (BEP) 8, a current / voltage converter (PTN) 6, a primary coil (PC) 4, a current / voltage sensor (DTN) 3 and the charging platform controller (KZP) 5, which is connected with its third, first, and second ports to the port of the SE 7 node, to the first port of the ПТН 6 node, and to the first port of the ДТН 3 node, which is connected by the second port with the first port of the host PC 4, which the second port is connected to the second port of the host PTN 6, which the third port is connected to the second port of the BEP node 7, which can be connected to the power supply network (220 V) 8 by the first port, and portable device (PU) 2 connected to it via wireless connection 10 and containing a secondary coil (VK) 11, driver 12, a rectifier / voltage regulator / current (VRNT) 13, charge controller (KZ) 14, battery 15 and indicator 16, which is connected by its input to the first port of KZ 14, which is connected with its second to fourth ports, respectively, to battery node 15 and the first port of VRNT 13, with the second port of the BPHT node 13 and with the second port of the driver node 1 2, which is connected by the first port to the second port of the VK 11 node, which is connected by the first port to the third port of the BPHT node 13, while the system is capable of wirelessly / inductively charging the battery assembly 15 according to the Qi standard, in addition, the SE 7 node made with the ability to enter and display alphabetic, digital, symbolic and graphic / information, in addition, the KZP node 5 operates according to a program that provides the ability to support the functions of the SE 7 node for inputting and outputting various types of information, emulating interactive and user interface of the system with visualization on the SE 7 node of a virtual keyboard and window interface elements providing the setting of the channel for wireless transmission of electric energy (WPT) between the nodes ZP 1 and PU 2 by optimizing the mutual positioning of the PC 2 and VK 11 nodes according to the criterion of minimizing the number of errors that occur in the communication / service channel between the nodes of the control unit 2 and the control unit 1, continuous monitoring of the WPT process between the nodes of the control unit 1 and the control unit 2 with the output to the node 7 messages / data reflecting the efficiency of the control unit process For example, displaying on the SE 7 node the current value of the BPE channel efficiency, controlling the maintenance / charging mode of the battery node 15, for example, by selecting / setting the normal or accelerated charge mode, and also visualizing the state of the battery node 15, for example, the degree of its charge .

Система (фиг.2) функционирует аналогично прототипу. После установки узла ПУ 2 на корпус узла ЗП 1 происходит его идентификация, как Qi-устройства в соответствии со стандартным протоколом, предусмотренным спецификацией для Qi-устройств. На этом этапе между ПУ 2 и ЗП 1 устанавливается энергетическая (для канала БПЭ) и коммуникационная (для канала обмена служебной информацией) связь. Далее, пользователь может выполнить тонкую настройку работы системы с использованием узла СЭ 7, в том числе, осуществить точное позиционирование узлов ПУ 2 и ЗП 1 для достижения максимальной эффективности процесса БПЭ, а также выбрать требуемый режим заряда узла АКБ 15. Эти возможности обеспечиваются тем, что узел СЭ 7 позволяет пользователю системы вводить и считывать различные данные в виде буквенной, цифровой, символьной и графической информации. Кроме того, пользователю системы доступен для контроля и управления процессом индуктивной зарядки узла АКБ 15 интерактивный интерфейс системы (ИИС). С помощью ИИС обеспечивается визуализация на узле СЭ 7 виртуальной клавиатуры и элементов оконного интерфейса, с помощью которых пользователь системы может выполнить целый рад действий, направленных на повышение эффективности работы системы. Так, ИИС позволяет выполнить тонкую / точную настройку канала беспроводной передачи электрической энергии (БПЭ) между узлами ЗП 1 и ПУ 2 путем оптимизации взаимного позиционирования узлов ПК 4 и ВК 11 по критерию минимизации количества ошибок, возникающих в коммуникационном / служебном канале связи между узлами ПУ 2 и ЗП 1, осуществлять непрерывный контроль процесса БПЭ между узлами ЗП 1 и ПУ 2 с выводом на узел СЭ 7 сообщений / данных отражающих эффективность этого процесса, например, значений текущего КПД канала БПЭ, осуществлять установку / управление режимом обслуживания/ зарядки узла АКБ, 15 например, путем выбора / установки нормального или ускоренного его заряда, а также визуализировать состояние узла АКБ 15, например, степень его заряда и/или его электрические характеристики. В процессе заряда узла АКБ 15 возможны нарушения взаимного позиционирования узлов ЗП 1 ПУ 2 из-за действия факторов внешней среды, например, случайных механических воздействий. В этих случаях, на узел СЭ 7 выводится сообщение с указанием о снижении эффективности процесса БПЭ ниже допустимого значения и рекомендациями по требуемым действиям, например, «Внимание! -Недостаточно энергии для зарядки батареи. Уточните положение прибора». При обнаружении подобных сообщений пользователь системы с помощью ИИС может повторить точную настройку системы БПЭ. После выполнения процесса заряда узла АКБ 15 на узел СЭ 7 выводятся сообщения типа «Зарядка завершена, параметры батареи - в норме».The system (figure 2) functions similarly to the prototype. After installing the PU 2 unit on the housing of the RFP 1 unit, it is identified as Qi devices in accordance with the standard protocol provided for by the specification for Qi devices. At this stage, between the PU 2 and ZP 1, energy (for the WPT channel) and communication (for the service information exchange channel) communication is established. Further, the user can fine-tune the operation of the system using the SE 7 node, including precise positioning of the PU 2 and ZP 1 nodes to achieve maximum efficiency of the WPT process, as well as select the required charge mode of the battery node 15. These capabilities are ensured by that the SE 7 node allows the system user to enter and read various data in the form of alphabetic, digital, symbolic and graphic information. In addition, the user of the system is available for monitoring and controlling the process of inductive charging of the battery node 15 interactive system interface (IMS). Using IIS, visualization on the SE 7 node of the virtual keyboard and window interface elements is provided, with which the user of the system can perform a whole host of actions aimed at improving the efficiency of the system. So, IIS allows you to fine-tune the channel for wireless transmission of electrical energy (WPT) between the nodes ZP 1 and PU 2 by optimizing the mutual positioning of the nodes PC 4 and VK 11 according to the criterion of minimizing the number of errors that occur in the communication / service channel between the nodes of the PU 2 and RF 1, carry out continuous monitoring of the WPT process between the nodes of RF 1 and PU 2 with the output to the SE node 7 messages / data reflecting the effectiveness of this process, for example, the values of the current efficiency of the channel WPT, install / control changing the maintenance / charging mode of the battery assembly, for example, by selecting / setting its normal or accelerated charge, and also visualize the state of the battery assembly 15, for example, the degree of its charge and / or its electrical characteristics. In the process of charging the battery node 15, violations of the mutual positioning of the nodes ZP 1 PU 2 are possible due to the action of environmental factors, for example, random mechanical influences. In these cases, a message is displayed on the SE 7 node indicating the decrease in the efficiency of the WPT process below the permissible value and recommendations on the required actions, for example, “Attention! - Not enough power to charge the battery. Check the position of the device. " If such messages are detected, the user of the system using IIS can repeat the fine tuning of the WPT system. After the charging process of the battery assembly 15 is completed, messages like “Charging completed, battery parameters are normal” are displayed on the SE 7 assembly.

В предлагаемой системе индуктивной зарядки аккумуляторной батареи портативного устройства (далее - система) обеспечивается следующее сочетание отличительных признаков и свойств.In the proposed system of inductive charging of the battery of a portable device (hereinafter - the system) provides the following combination of distinctive features and properties.

В состав зарядной платформы системы дополнительно введен сенсорный экран (СЭ), который своим портом соединен с третьим портом узла КЗП. Использование СЭ позволяет отображать и вводить различные данные, что существенно расширяет возможности системы по реализации интерактивного интерфейса, позволяющего контролировать процессы, связанные с индуктивной зарядкой АКБ, в том числе, контролировать эффективность работы канала беспроводной передачи электроэнергии между узлами ЗП и ПУ, например, отображением значения КПД, задавать режимы заряда узла АКБ, например, стандартный/ ускоренный, визуализировать состояние АКБ, например, степень ее заряженности и другие данные.The composition of the charging platform of the system additionally introduced a touch screen (SE), which is connected by its port to the third port of the KZP node. Using SE allows you to display and enter various data, which significantly expands the system’s ability to implement an interactive interface that allows you to control the processes associated with inductive charging of the battery, including the monitoring of the efficiency of the wireless power transmission channel between the RF and PU nodes, for example, by displaying the value Efficiency, set the charge modes of the battery node, for example, standard / accelerated, visualize the state of the battery, for example, the degree of its charge and other data.

Узел СЭ выполнен с возможностью ввода и отображения буквенной, цифровой, символьной и графической / информации.The SE node is configured to input and display alphabetic, digital, symbolic, and graphic / information.

Узел КЗП функционирует по программе, обеспечивающей возможность поддержки функций узла СЭ по вводу и выводу различных видов информации, эмуляции интерактивного интерфейса пользователя системы с визуализацией на узле СЭ виртуальной клавиатуры и элементов оконного интерфейса, обеспечивающих настройку канала беспроводной передачи электрической энергии между узлами ЗП и ПУ, выполняемой путем контроля точности позиционирования узлов ПК и ВК, и оцениваемой по критерию минимизации количества ошибок, возникающих в коммуникационном / служебном канале связи между узлами ПУ и ЗП, непрерывный мониторинг процесса БПЭ между узлами ЗП и ПУ с выводом на узел СЭ сообщений отражающих эффективность / КПД БПЭ, управление режимом обслуживания / зарядки узла АКБ с возможностью выбора/ установки нормального или ускоренного режима его заряда, и визуализации на узле СЭ состояний / электрических параметров узла АКБ.The KZP node operates according to a program that provides the ability to support the functions of the SE node for inputting and outputting various types of information, emulating an interactive system user interface with visualization on the SE node of a virtual keyboard and window interface elements that configure the channel for wireless transmission of electrical energy between the ZP and PU nodes, performed by controlling the accuracy of the positioning of the PC and VK nodes, and evaluated by the criterion of minimizing the number of errors that occur in the communication / service the communication channel between the nodes of the PU and ZP, continuous monitoring of the WPT between the nodes of the ZP and PU with the output to the node SE messages reflecting the efficiency / efficiency of the WPT, control of the maintenance / charging mode of the battery node with the ability to select / set the normal or accelerated mode of its charge, and visualization on the SE node of the states / electrical parameters of the battery node.

Введение и использование указанных признаков и свойств позволяют существенно расширить функциональные возможности известного устройства, связанных с повышением эффективности контроля беспроводной передачи электрической энергии и управлением режимами индуктивной зарядки аккумуляторной батареи.The introduction and use of these signs and properties can significantly expand the functionality of the known device associated with increasing the efficiency of monitoring the wireless transmission of electric energy and controlling the inductive charging of the battery.

Введение дополнительных признаков и использование новых свойств позволяет в предлагаемом техническом решении достичь существенного повышения эффективности контроля процесса беспроводной передачи электрической энергии, реализации функций по управлению режимами индуктивной зарядки аккумуляторной батареи (АКБ) и контролю ее состоянием, что обеспечивает повышение, как надежности системы электропитания МПУ, функционирующего от встроенной АКБ, так и повышение надежности функционирования и эффективности применения МПУ в целом, особенно, при его эксплуатации в сложных условиях.The introduction of additional features and the use of new properties allows us to achieve a significant increase in the efficiency of monitoring the process of wireless transmission of electric energy in the proposed technical solution, the implementation of the functions for managing the inductive charging of the battery (Battery) and monitoring its condition, which improves the reliability of the power supply system MPU, functioning from the built-in battery, as well as improving the reliability of operation and the effectiveness of the use of MPU as a whole, especially By its use in difficult conditions.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение эффективности (надежности) индуктивной / беспроводной зарядки аккумуляторной батареи (АКБ) 15, что обеспечивается за счет использования интерактивного интерфейса пользователя системы, позволяющего достичь высокой точности взаимного позиционирования узлов ЗП 1 и ПУ 2 и создать оптимальные условия беспроводной передачи электроэнергии (с точки зрения осуществления БПЭ с высоким уровнем КПД), используемой для зарядки узла АКБ 15, непрерывного мониторинга эффективности процесса БПЭ с возможностью его настройки/ подстройки в процессе зарядки узла АКБ 15, а также осуществления контроля/ управления режимом заряда (например, нормальный / ускоренный) АКБ с отображением состояния / результата ее обслуживания / заряда.The technical result achieved by using the proposed technical solution is to increase the efficiency (reliability) of inductive / wireless charging of the battery (battery) 15, which is achieved through the use of the interactive user interface of the system, which allows to achieve high accuracy of mutual positioning of nodes ZP 1 and PU 2 and to create optimal conditions for the wireless transmission of electricity (from the point of view of the implementation of WPT with a high level of efficiency) used to charge the battery assembly 15, n Continuous monitoring of the efficiency of the WPT process with the possibility of tuning / tuning it during charging of the battery assembly 15, as well as monitoring / controlling the charge mode (for example, normal / accelerated) of the battery with the status / result of its maintenance / charge being displayed.

Сочетание отличительных признаков и свойств, предлагаемой системы индуктивной зарядки аккумуляторной батареи, из техники не известно, поэтому оно соответствует критерию новизны. При этом, для достижения максимального эффекта по расширению функциональных возможностей известного устройства, направленных на повышение эффективности контроля процесса беспроводной передачи электрической энергии, управления режимами индуктивной зарядки аккумуляторной батареи и контроля ее состояния, необходимо использовать всю совокупность отличительных признаков и свойств, указанных выше.The combination of distinctive features and properties of the proposed system of inductive charging of the battery is not known from the technology, therefore it meets the criterion of novelty. Moreover, in order to achieve the maximum effect on expanding the functionality of the known device, aimed at increasing the efficiency of monitoring the process of wireless transmission of electric energy, controlling the modes of inductive charging of the battery and monitoring its condition, it is necessary to use the whole set of distinguishing features and properties mentioned above.

Обобщенный алгоритм функционирования предлагаемой системы может быть представлен в следующем виде.A generalized algorithm for the functioning of the proposed system can be presented in the following form.

- Начало;- Start;

- Шаг-1. Подготовка к зарядке узла АКБ 15. Подключение узла ЗП 1 к электросети 9, установка узла ПУ 2 на корпусе узла ЗП 1 и переход к шагу 2.- Step 1. Preparation for charging the battery assembly 15. Connecting the ЗП 1 unit to the power supply 9, installing the ПУ 2 unit on the case of the ЗП 1 unit and proceeding to step 2.

- Шаг-2. Проверка-1: беспроводная / индуктивная связь между узлами ПУ 2 и ЗП 1 есть? - Если да, то переход к шагу 3, если нет, то возврат к шагу-1;- Step 2. Check-1: is there a wireless / inductive connection between the nodes of the PU 2 and the RF 1? - If yes, then go to step 3, if not, then return to step-1;

- Шаг-3. Настройка: уточнение взаимного положения узлов ПУ 2 и ЗП 1 по данным эффективности БПЭ между ними, отображаемой на узле СЭ 7, с завершением процедуры позиционирования узлов ПУ 2 и ЗП 1 после достижения БПЭ допустимого / требуемого значения; установка метода зарядки узла АКБ 15 - нормальный или ускоренный, переход к шагу 4;- Step 3. Setting: clarification of the relative position of the control units 2 and 3 1 according to the WPT efficiency between them, displayed on the node 7, with the completion of the positioning procedure of the 2 and 3 1 after the WPT reaches the required / required value; setting the method of charging the battery node 15 - normal or accelerated, go to step 4;

- Шаг-4. Зарядка узла АКБ 15: осуществление процесса БПЭ между ПУ 2 и ЗП 1 и выполнение процедуры зарядки узла АКБ 15 в соответствии с установленным режимом;- Step 4. Charging the battery assembly 15: the process of WPT between the PU 2 and ZP 1 and the procedure for charging the battery assembly 15 in accordance with the established mode;

- Шаг-5. Проверка-2. Эффективность процесса БПЭ находится в пределах нормы? - Если да, то переход к шагу-6, если нет, то возврат к шагу 3;- Step 5. Check-2. Efficiency of the WPT process is within normal limits? - If yes, then go to step-6, if not, then return to step 3;

-Шаг-6. Проверка-3. Зарядка узла АКБ 15 завершена? - Если нет, то возврат к шагу 4, если да, то переход к шагу 7.-Step-6. Check-3. Is the battery pack 15 charging complete? - If not, then return to step 4, if so, go to step 7.

- Шаг -7. Завершение работы. Выключение БПЭ, вывод на узел СЭ 7 сообщений о завершении зарядки узла АКБ 15 и отображение его состояния / значений электрических параметров.- Step -7. Shutdown. Turning off the WPT, outputting to the SE node 7 messages about the completion of charging the battery node 15 and displaying its status / values of electrical parameters.

- Конец.- The end.

Узлы ДТН 3, ПК 4, КЗП 5, ПТН 6, БЭП 8 и ПУ 2 могут быть аналогичными соответствующим признакам прототипа и не требуют значительной доработки при реализации предлагаемого технического решения. Узел КЗП также может быть реализован на основе PIC-контроллеров, известных из [Л11]. Узел СЭ 7 может быть реализован на основе сенсорных экранов, известных из [Л12], к достоинствам которых относится повышенная надежность, устойчивость к жестким внешним воздействиям, защищенность от воздействия пыли и влаги, а также простота интерфейса, обеспечивающего удобный способ интерактивного взаимодействия пользователя с техническими устройствами и системами.The nodes DTN 3, PK 4, KZP 5, PTN 6, BEP 8 and PU 2 can be similar to the corresponding features of the prototype and do not require significant improvements in the implementation of the proposed technical solution. The KZP node can also be implemented based on PIC controllers known from [L11]. The SE 7 node can be implemented on the basis of touch screens known from [L12], the advantages of which include increased reliability, resistance to harsh external influences, protection from dust and moisture, as well as the simplicity of the interface, which provides a convenient way of interactive user interaction with technical devices and systems.

Для реализации узлов предлагаемой системы с необходимыми признаками и свойствами, также могут быть использованы решения и программные процедуры, известные из авторских программ для ЭВМ [Л13-Л16] и авторских технических решений [Л17-Л22].To implement the nodes of the proposed system with the necessary features and properties, solutions and program procedures known from the author's computer programs [L13-L16] and author's technical solutions [L17-L22] can also be used.

На основе приведенных данных можно заключить, что предлагаемая полезная модель системы индуктивной зарядки аккумуляторной батареи портативного устройства, за счет использования указанных выше отличительных признаков и свойств и реализации достигаемого технического результата, позволяет решить поставленную задачу, связанную с повышением, как надежности системы электропитания МПУ, функционирующего от встроенной АКБ, так и с повышением надежности функционирования и эффективности применения МПУ в целом, особенно, при его эксплуатации в сложных условиях. При этом, повышение надежности и эффективности применения предлагаемой системы достигается за счет использования интерактивного интерфейса, позволяющего обеспечить возможность повышения точности взаимного позиционирования узлов ЗП 1 и ПУ 2 и создания в узлах ПК 4 и ВК 11 оптимальных (с высоким уровнем КПД) условий беспроводной передачи электроэнергии (БПЭ), используемой для зарядки узла АКБ 15, непрерывного контроля эффективности процесса БПЭ с возможностью его настройки / подстройки в процессе зарядки узла АКБ 15 и осуществления контроля / управления режимом заряда АКБ с отображением результатов ее обслуживания/ заряда на узле СЭ 7.Based on the data presented, we can conclude that the proposed utility model of the inductive charging system of the portable battery of the portable device, through the use of the above distinctive features and properties and the implementation of the achieved technical result, allows us to solve the problem associated with improving the reliability of the MPU power system functioning from the built-in battery, and with an increase in the reliability of operation and the efficiency of the MPU application in general, especially during its operation in difficult conditions. At the same time, increasing the reliability and efficiency of the proposed system is achieved through the use of an interactive interface, which makes it possible to increase the accuracy of mutual positioning of the nodes ZP 1 and PU 2 and the creation of optimal (with high efficiency) wireless transmission conditions in the nodes of PC 4 and VK 11 (BPE) used to charge the battery assembly 15, continuous monitoring of the efficiency of the BPE process with the possibility of tuning / adjustment during charging of the battery assembly 15 and monitoring / control the battery charge mode with the display of the results of its maintenance / charge on the SE 7 node.

Приведенные средства, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, позволяют обеспечить ее промышленную применимость.The above means, with which it is possible to implement a utility model, make it possible to ensure its industrial applicability.

Основные узлы предлагаемой системы индуктивной зарядки аккумуляторной батареи портативного устройства изготовлены, экспериментально испытаны и могут быть использованы при создании серийных образцов. Производимые системы могут быть использованы для заряда аккумуляторных батарей (АКБ), обеспечивающих электропитание различных технических устройств и систем, преимущественно, мобильных / портативных устройств, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и эффективности применения, в том числе, в сложных условиях эксплуатации. Разработанное авторами техническое решение (ТР) обеспечивает повышение, как надежности системы электропитания МПУ, функционирующего от встроенной АКБ, так и повышением надежности функционирования и эффективности применения МПУ в целом, особенно, при его эксплуатации в сложных условиях. Предлагаемое техническое решение будет востребовано широким кругом пользователей различных технических устройств и систем (ТУС), функционирующих автономно с электропитанием от встроенных АКБ, особенно, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и эффективности применения в сложных условиях эксплуатации. Использование данного технического решения обеспечивает существенное повышение надежность функционирования и эффективность применения, как потребительской радиоэлектронной аппаратуры, так и техники специального назначения, особенно, при ее эксплуатации в сложных условиях.The main components of the proposed system of inductive charging of the battery of a portable device are made, experimentally tested and can be used to create serial samples. The produced systems can be used to charge rechargeable batteries (batteries) that provide power to various technical devices and systems, mainly mobile / portable devices, which are subject to increased requirements for reliability and efficiency of use, including in difficult operating conditions. The technical solution developed by the authors (TR) provides an increase in both the reliability of the MPU power system operating from the built-in battery and the increase in the reliability of operation and efficiency of the MPU application as a whole, especially when it is used in difficult conditions. The proposed technical solution will be in demand by a wide range of users of various technical devices and systems (TUS) that operate autonomously with power from built-in batteries, especially those that are subject to increased requirements for reliability and efficiency in difficult operating conditions. The use of this technical solution provides a significant increase in the reliability of operation and the effectiveness of the use of both consumer electronic equipment and special-purpose equipment, especially when it is used in difficult conditions.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИUSED SOURCES

Мобильный телефон НТС X515m EVO 3D, http://electronics.Wikimart.ru/communication/cell/model/5667000/mobilnyj_telefon_htc_evo_3d/Mobile phone NTS X515m EVO 3D, http://electronics.Wikimart.ru/communication/cell/model/5667000/mobilnyj_telefon_htc_evo_3d/

Зарядка литий-полимерных аккумуляторов, Charging lithium polymer batteries,

Портативная радиостанция Vector VT-44 master, Portable radio station Vector VT-44 master,

Беспроводная передача электричества, . aspx?qid=e3297268-c8d5-4308-8f5b-7c9592e701fbWireless Power Transmission,. aspx? qid = e3297268-c8d5-4308-8f5b-7c9592e701fb

Беспроводная передача энергии и беспроводные зарядные устройства http://venture-biz.ru/tekhnologii-innovatsii/152-besprovodnaya-peredachaWireless power transmission and wireless chargers http://venture-biz.ru/tekhnologii-innovatsii/152-besprovodnaya-peredacha

Стандарт Qi, D0% B0%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%82_%D0%BF%D0%B8% D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F)Standard Qi, D0% B0% D0% BD% D0% B4% D0% B0% D1% 80% D1% 82_% D0% BF% D0% B8% D1% 82% D0% B0% D0% BD% D0% B8 % D1% 8F)

Система и способ индуктивной зарядки аккумулятора, патент на изобретение №2009115795 А, дата публикации заявки: 20.11.2010 г.System and method for inductive charging of a battery, patent for invention No. 2009115795 A, publication date of application: November 20, 2010

Индукционная беспроводная зарядка стандарта Qi, http://tigors.net/qi-wireless-inductíon-charger/Qi Induction Wireless Charging, http://tigors.net/qi-wireless-inductíon-charger/

Стандарт QI: зарядка мобильных устройств без проводов, htφ://http://www.chip.ua/stati/go-digital/2012/12/stano%5e-qi-zaryadka-mobilnyh-ustroistv-bez-provodovQI standard: charging mobile devices wirelessly, htφ: // http: //www.chip.ua/stati/go-digital/2012/12/stano%5e-qi-zaryadka-mobilnyh-ustroistv-bez-provodov

Беспроводное зарядное устройство смартфона Nokia Lumia 920 ,The wireless charger of the smartphone Nokia Lumia 920,

11.Микроконтроллеры серии PIC 18FX5XX с поддержкой шины USB2.0, 18_2.htm11.PIC 18FX5XX series microcontrollers with USB2.0 bus support, 18_2.htm

Сенсорный экран, http://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/Qi_(%25Dl%810/oDl%820/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/Qi_(%25Dl%810/oDl%820/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/oF0ED%FB%E9_%FD%EA%F0%E0EDTouch Screen, http://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0 /ohttp://m.wikipedia.org/wiki/Qi_(%25Dl%810/oDl%820/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp: //m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/ohttp:// m.wikipedia.org/wiki/Qi_(%25Dl%810/oDl%820/ohttp://m.wikipedia.org/wiki/0/oDl0/oE50/oED0/oFl%EE0/oF0ED%FB%E9_%FD % EA% F0% E0ED

ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Драйвер светоиндикаторного устройства», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, №2011610487 от 13.11.2010 г.Federal State Unitary Enterprise "18 Central Research Institute" of the RF Ministry of Defense, computer program "Light Indicator Driver", Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation, No. 20111610487 of 11/13/2010

ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Программа автоматизированной обработки данных», Свидетельство оFSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, computer program “Automated data processing program”, Certificate of

государственной регистрации в ФИПС РФ №2009613019 от 10.06.2009 г.state registration in FIPS of the Russian Federation No. 20099613019 dated 06/10/2009

ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Менеджер сенсора», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ.FSUE “18 Central Research Institute” of the RF Ministry of Defense, computer program “Sensor Manager”, Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation.

ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Программа приема и обработки аналоговых сигналов», Свидетельство о регистрации в ФИПС РФ, №2011610486 от 11.01.2011 г.FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, computer program “Program for the reception and processing of analog signals”, Certificate of Registration with the FIPS of the Russian Federation, No. 20111610486 dated January 11, 2011

Войсковая часть 11135 (К.Ц), Патент на изобретение №2289856 «Устройство индикации», зарегистрирован 20.12.2006 г.Military unit 11135 (K.Ts), Patent for invention No. 2289856 “Indication device”, registered on December 20, 2006.

ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №98641 «Устройство заряда никель-кадмиевых аккумуляторов и контроля их работоспособности», зарегистрирован от 20 октября 2010 г.FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, patent for utility model No. 98641 “Device for charging nickel-cadmium batteries and monitoring their health”, registered on October 20, 2010

ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №114226 «Устройство обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности», зарегистрирован от 10 марта 2012 г.FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, patent for utility model No. 114226 “Battery maintenance device and its operability control”, registered on March 10, 2012

ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №114227 «Устройство заряда аккумулятора и защиты его от перегрузок», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 марта 2012 г.FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, patent for utility model No. 114227 “Device for charging the battery and protecting it from overloads”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on March 10, 2012

ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №114228 «Устройство заряда элемента аккумулятора с ограничением и сигнализацией его токовых перегрузок», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 марта 2012 г.FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, patent for utility model No. 114228 “Battery charge device with limitation and signaling of its current overloads”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on March 10, 2012

22.ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №124443 «Устройство дифференцированного управления автономным электропитанием портативной РЭА»,22. FSUE “18 Central Research Institute” of the RF Ministry of Defense, utility model patent No. 124443 “Device for differential management of autonomous power supply of portable REA”, зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 15 июня 2012 г.registered in the State register of utility models of the Russian Federation on June 15, 2012

Claims

Inductive charging system of the battery, consisting of a charging platform (ZP) containing a power supply unit (BEP), a current / voltage converter (PTN), a primary coil (PC), a current / voltage sensor (DTN) and a charging platform controller (KZP), which, with its first and second ports, is connected, respectively, with the first port of the PTN node and with the first port of the DTN node, which is connected with its second port to the first port of the PC node, which is connected to the second port of the PTN node by the second port, which is connected to the second port by the third port bonds la BEP, which is configured to connect its first port to a 220 V power supply network, and a portable device (PU) wirelessly connected to it, containing a secondary coil (VK), a driver, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT), a charge controller ( KZ), a battery (battery) and an indicator that is connected via its input to the first port of the KZ node, which is connected with its second to fourth ports, respectively, to the battery node and the first port of the VRNT node, with the second port of the VRNT node and with the second port driver cat the first port is connected to the second port of the VC node, which is connected by the first port to the third port of the BPHT node, and configured to wirelessly transmit power (WPT) from the RF node to the PU node according to the Qi type standard for inductively charging the battery node, characterized in that a touch screen (SE) is additionally introduced into the structure of the RF node, which is connected by its port to the third port of the KZP node, while the SE node is configured to enter and display alphabetic, digital, symbolic and graphic information, in addition, the node KZP operates according to the program, which provides the ability to support the functions of the SE node for inputting and outputting various types of information, emulating the interactive user interface of the system with visualizing the virtual keyboard and window interface elements on the touch screen and using them to configure the WPT channel by optimizing the mutual positioning of the PU and RF nodes monitored / evaluated by the criterion of minimizing the number of errors that occur in the communication / service communication channel between the nodes of the control panel and the RF, the possibility of continuous monitoring of the WPT process between the ZP and PU nodes during maintenance / charging of the battery node with the display on the touch screen of messages reflecting the current efficiency of the WPT, control of the maintenance / charging mode of the battery node with the ability to select / set the normal or accelerated charge mode, and visualize on the touch screen of the status / electrical parameters of the battery.