CN103427494B - 一种非接触式供电装置 - Google Patents

Abstract

未来家居的无线供电模式是一种非接触式供电模式，电能不是通过导线直接传递给用电器，而是通过一台电磁发射机和一个发射线圈将电能转化为磁能发射到发射线圈所覆盖的空间，在这个空间的用电器接收磁能转化为电能，电能以磁共振的方式在电网与用电器之间传递，其特征是：一个带有RFID管理系统的电磁发射器，它的电源线与电网相连，电磁发射机上有两个输出端，分别与发射线圈的两端相连，发射线圈是由一根导线绕制而成的线圈，电磁发射器与发射线圈组成电能发射部分；在这个磁场覆盖的空间内，可以放置多个用电器，每个用电器均由磁电接收电路、RFID智能卡、电源管理和负载四部分组成，当身份识别正确后，电源管理自动接通负载的电源使负载工作。

Description

一种非接触式供电装置

技术领域

本发明是一种供电模式，特别是一种非接触的非接触式供电装置。

背景技术

用电器如电风扇、电视机、电灯等总是少不了拖一条尾巴——电源线，即便是用电池，也只是暂时摆脱了尾巴如手机、MP4等。

电源线的作用是将市电传输到用电器内为用电器提供工作能量，由于电源线的存在，用电器就被限制在某个地方使用，不能自由移动，给使用者带来不便，更为严重的是：随着电源线的老化、磨损，导线外露，漏电事故常有发生，这就埋下安全隐患。

有没有一种安全的供电方式，用电器不要与供电网连成一体？——这就是未来家居的供电模式：无线供电模式。

发明内容

本发明所示的未来家居的无线供电模式是一种非接触式供电装置，电能不是通过导线直接传递给用电器，而是通过一台电磁发射机和一个发射线圈将电能转化为磁能发射到发射线圈所覆盖的空间，在这个空间的用电器接收磁能转化为电能，这样，用电器与电网完全分离，即用电器与电网没有导线的连接，甚至没有物理上的机械接触，电能以磁共振的方式在电网与用电器之间传递，其特征是：一个带有RFID管理系统的电磁发射器，它的电源线与电网相连，电磁发射机上有两个输出端，分别与发射线圈的两端相连，发射线圈是由一根导线绕制而成的线圈，电磁发射器与发射线圈组成电能发射部分；在这个磁场覆盖的空间内，可以放置多个用电器，每个用电器均由磁电接收电路、RFID智能卡、电源管理中心和负载四部分组成，这四部分中以电源管理中心为中心，磁电接收电路、RFID智能卡、负载分别与它相连，磁电接收电路吸收磁能并转化为电能送到电源管理中心，通过RFID智能卡进行身份认证，负载受控于电源管理中心；当身份识别正确后，电源管理中心自动接通负载的电源使负载工作。

电磁发射机上允许多组输出，每组输出上均可连接一组发射线圈，每个发射线圈分布在一个用电区域内，以实现分区供电和分区管理的功能，提高电能的转换效率。

在发射线圈所覆盖的空间内，磁场以线圈平面为上下对称面形成一个类似类体的磁场区，在这个磁场内用电器可以在任意一个地方获取电能。

电磁发射机可以象现有家用配电箱一样安装在墙上，或放置于小区管理区；发射线圈象现有布线一样，放置于地上或天花板上，并沿着用电区域的四周绕一圈。

RFID识别系统用于用于识别用电器是否属于本系统，这样可以防止不同系统之间的电能被除数串用或盗用，同时，RFID系统可以对每个用电器进行计量管理，包括用电器的开关状态、实际使用功率、使用时间、累计使用时间、累计使用电量等。平时,电磁发射机处于待机状态,它周期性地发出一个检测信号,当探测到发射线圈内有电器开启时,电磁发射机进入持续工作状态,并根据用电器的功耗自动调整发射功率；当探测到有系统外的电器在用电，系统发出报警。

本发明的有益效果：

本发明的无线供电模式用于小区数字化管理，可不再为每个用户安装电表，通过电磁发射器的RFID管理系统可以清楚地了解每个住户的实际用电量和当前用电功率，能有效防止偷电现象；由于每个用电器都是独立的、自由的，使用起来十分方便；同时，因为每个用电器完全与电网分离，彻底杜绝了漏电现象和触电事故的发生。

附图说明

图1是电能发射部分的基本组成框图。

图2是电能发射机与多个发射线圈的关系图。

图3是用电器的基本组成框图。

图4是电视机的基本组成框图。

图1中，T表示电磁发射机，L1表示发射线圈。

图2中，T表示电磁发射机，L1、L2分别表示两个发射线圈。

图3中，REV表示磁电接收电路，MAG表示电源管理，RFID表示智能卡、LOAD表示负载。

图4中，REV表示磁电接收电路，MAG表示电源管理，RFID表示智能卡、TV表示现有电视机，DATA表示视频数据接收器。

具体实施方式

以下结合实例，进一步说明了三维无线电源的原理和应用方法。

实例一、三维无线电源的组成形式。

附图1中，电磁发射机T的输出端与一个发射线圈L1相连，表明它仅对一个房间或一个区域供电，电磁发射机T和发射线圈L1组成电能发射部分，在发射线圈L1的覆盖区，形成一个以发射线圈L1的平面为对称面的类球体磁场；电磁发射机T的内部有一套RFID管理系统，平常，电磁发射T处于待机状态，它周期性地发出一个检测信号,当探测到发射线圈内有电器开启时,电磁发射机进入持续工作状态,并根据用电器的功耗自动调整发射功率；在磁场的覆盖区内，可以放置多个用电器，电器越多，电磁发射机T的输出功率越大，反之越小；当探测到有系统外的电器在用电，系统发出报警。

电磁发射机T通常安装于墙上，如同现在的配电箱一样；发射线圈L1的布线方式有两种：一种是在地面上沿着房间的四周绕一圈，另一种是在天花板上沿着沿着用电区域的四周绕一圈。

附图2中，一个电磁发射机T与两个发射线圈L1和L2相连，可实现分区供电和分区管理，

实例二、无线供电的用电器的组成形式。

附图3表示，一个用电器主要由磁电接收电路REV、电源管理中心MAG、RFID表示智能卡和负载LOAD四部分组成，以一个无线供电的电视机为例，如附图4可知，一台无线供电的电视机实际上是在现有电视机TV的基础上增加了磁电接收电路REV、电源管理中心MAG和智能卡RFID组成的；智能卡RFID是用于身份识别的，它由用电管理部门统一发放和管理，只有在电视机内插入正确的智能卡RFID，才能在电磁发射机的磁场覆盖区内取电工作，否则电磁发射机的将发出报警。通过RFID智能卡，电磁发射器的RFID管理系统可以清楚地了解每个住户的实际用电量和当前用电功率，甚至每个电器的开关状态和实际功耗大小。

这里磁电接收电路REV用于接收磁能并转化为电能，通过电源管理MAG与电磁发射机机T进行身份识别，正确识别后，接通电视机TV的电源；

其它用电器的供电方式和管理方式类同，不一一列举。

由于这种供电是磁电转换过程，电视机TV与电网没有电路连接，也没有机械接触，因此，它十分安全，不存在漏电或触电现象。

Claims (1)

1.一种非接触式供电装置，电能不是通过导线直接传递给用电器，而是通过一台电磁发射机和一个发射线圈将电能转化为磁能发射到发射线圈所覆盖的空间，在这个空间的用电器接收磁能转化为电能，这样，用电器与电网完全分离，即用电器与电网没有导线的连接，电能以磁共振的方式在电网与用电器之间传递，其特征是：一个带有RFID管理系统的电磁发射机，它的电源线与电网相连，电磁发射机上的每一组输出均有两个输出端，分别与发射线圈的两端相连，发射线圈是由一根导线绕制而成的线圈，电磁发射机与发射线圈组成电能发射部分；在这个磁场覆盖的空间内，可以放置多个用电器，每个用电器均由磁电接收电路、RFID智能卡、电源管理中心和负载四部分组成，磁电接收电路、RFID智能卡、负载分别与电源管理中心相连，磁电接收电路吸收磁能并转化为电能送到电源管理中心，通过RFID智能卡进行身份认证，负载受控于电源管理中心；当身份识别正确后，电源管理中心自动接通负载的电源使负载工作；

电磁发射机包括多组输出，每组输出上均连接一组发射线圈，每个发射线圈分布在一个用电区域内，以实现分区供电和分区管理；

电磁发射机象现有家用配电箱一样安装在墙上，或放置于小区管理区；发射线圈象现有布线一样，放置于地上或天花板上，并沿着用电区域的四周绕一圈；

其中：在所述发射线圈的覆盖区，形成一个以所述发射线圈的平面为对称面的类球体磁场；所述电磁发射机用于在处于待机状态时，周期性地发出一个检测信号，并在探测到所述发射线圈内有用电器开启时，进入持续工作状态，根据用电器的功耗自动调整发射功率。