CN104868605A - 无线供电鱼缸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线供电鱼缸装置，其特征在于在鱼缸内底部设置有发光物体，在鱼缸的底板下面设置有无线供电器，发光物体与无线供电器上下相对设置，发光物体由无线电磁能接收线圈和发光外壳组成，发光外壳内设置有磁铁，无线供电器由无线电磁能发射线圈和无线供电器底座组成，无线供电器底座的中间设置有无线供电器磁铁，发光物体与无线供电器通过磁铁和无线供电器磁铁吸附固定在一起，发光物体在磁铁和无线供电器磁铁的磁力作用下可以随着无线供电器的移动而移动。本发明采用无线供电的方式进行供电，只需要在发光物体的对应位置放置无线供电器就可以任意移动发光艺术品。另外，此无线供电鱼缸艺术品还可以配置电池，一次无线充电，可供无线供电鱼缸艺术品数天使用。

Description

无线供电鱼缸装置

技术领域

本发明涉及一种无线供电鱼缸装置。

背景技术

目前鱼缸中的发光艺术品都采用外部接电线的方式，由于外部连接电线，鱼缸内的带LED灯的珊瑚礁等带电发光物体不能随便移动，而且容易进水，导致电路短路等危险现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种无线供电鱼缸装置，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的结构包括无线电磁能接收线圈、无线电磁能发射线圈、磁铁、无线供电器磁铁、发光物体、鱼缸、无线供电器、发光外壳、无线供电器底座，其特征在于在鱼缸内底部设置有发光物体，在鱼缸的底板下面设置有无线供电器，发光物体与无线供电器上下相对设置，发光物体由无线电磁能接收线圈和发光外壳组成，发光外壳内设置有磁铁，无线供电器由无线电磁能发射线圈和无线供电器底座组成，无线供电器底座的中间设置有无线供电器磁铁，发光物体与无线供电器通过磁铁和无线供电器磁铁吸附固定在一起，发光物体在磁铁和无线供电器磁铁的磁力作用下可以随着无线供电器的移动而移动。

所述的无线供电鱼缸装置，其特征在于无线供电鱼缸装置的供电原理结构包括无线鱼缸发光体模块和无线供电器模块两部分，其中无线鱼缸发光体模块由无线电磁能接收线圈、发光体电路模块、电源管理电路模块、充电电路发光电路模块、信息处理控制电路模块A、无线通信电路模块A组成，无线鱼缸发光体模块通过无线电磁能接收线圈接收无线电磁能发射线圈发出的电磁能，将接收到的电磁能转化成电能，供后级电路使用，无线电磁能接收线圈与发光体电路模块连接，发光体电路模块由串并联电容组成，发光体电路模块与无线电磁能接收线圈组成LC串并联谐振电路，负责增加电磁能的接收和转化效率，发光体电路模块与电源管理电路模块连接，电源管理电路模块将无线电磁能接收线圈接收并转化的电能进行稳压调压处理，电源管理电路模块还与信息处理控制电路模块A连接，信息处理控制电路模块A将电能需求的信息计算出来，并将计算出的信息通过无线通信电路模块A发送给无线供电器模块，充电电路发光电路模块将接收到的电能给内置电芯充电或供发光电路发光，实现无线充电一次，可以数天发光，无线供电器模块由无线电磁能发射线圈、无线供电器电路模块、驱动电路模块、电源、信息处理控制电路模块B、无线通信电路模块B组成，无线电磁能发射线圈将电能转化为电磁能发射出去，无线供电器电路模块由电容并联组成，无线供电器电路模块与无线电磁能发射线圈组成LC串联谐振电路，负责增加电磁能的发射功率，无线供电器电路模块与驱动电路模块连接，驱动电路模块将直流的电源信号转化为能在无线电磁能发射线圈内发射的交流电能信号，通过无线电磁能发射线圈将此交流电能信号转化为电磁能发射出去，驱动电路模块与信息处理控制电路模块B连接，信息处理控制电路模块B与无线通信电路模块B连接，无线通信电路模块B接收无线鱼缸发光体模块传回的功率需求信息，并将此信息传送给信息处理控制电路模块B，信息处理控制电路模块B将无线鱼缸发光体模块反馈回的信息进行处理并实时调整无线发射功率，根据无线鱼缸发光体模块的功率需求发送电磁能，信息处理控制电路模块B还与电源连接，通过电源给整个电路模块供电。

所述的无线供电鱼缸装置，其特征在于无线供电器电路模块由无线供电器直流电源、开关A、开关B、开关C、开关D、匹配电容与开关连接点、匹配电容与线圈连接点、无线供电器线圈、无线供电器线圈与开关的连接点组成，其中开关A与开关B为交替式开启模式，开关C与开关D为交替式开启模式，开关A与开关D同时开启或关闭，开关B与开关C同时开启或关闭。当开关A打开时，开关B关闭，开关B打开时，开关A关闭，依次交替进行，不能同时打开。开关C和开关D为一组，打开的方式与开关A盒开关B一组相同，但打开时序需要与开关A和开关B一组相反，也就是说，当开关A和开关D同时打开，开关B和开关C同时打开，这样会在线圈上产生交流电能信号，由于线圈周围电能交变时会在周围存在产生磁场，故将交流电能会转变为磁能发射出去。当电路正常启动工作后，匹配电容与开关连接点、无线供电器线圈与开关的连接点处会出现附图4显示的波形，此种电能信号加载到线圈部分，能将电能转化成磁能发送出去。附图4中的上边的方波为附图3中匹配电容与开关连接点处波形，附图4中的下边的方波为附图3中无线供电器线圈与开关的连接点处的波形，这两处的波形为相反的方波，在同一时刻，匹配电容与开关连接点与无线供电器线圈与开关的连接点的波形正好相反，正是这种相反的方波电能信号，加载到无线供电器线圈上，将这种交流的电能信号通过线圈转化为磁能发送出去。其中，匹配电容与线圈连接点的波形为附图5所示，如果各方面配置合适，由于此处电容与线圈电感组成串联谐振电路，故此处的波形为附图5所示的正弦波。

本发明无线充电器驱动部分(附图6)目的是将直流电信号转化为交流电信号，通过L2发射线圈将此交流电信号转化为电磁能发射出去。其中，U3、U9为MOS管驱动IC，C5、D2、C6为U3的配套电路，C20、D8、C21为U9的配套电路，U3、U9驱动IC的功能是控制U4A、U4B与U8A、U8B两个组MOS管分别交替打开，实现给L2发射线圈与C7匹配电容组成的串联谐振电路不断充放电，从而将电信号以电磁能的形式从L2发射线圈发送出去。其中，U4A、U4B与U8A、U8B需采用双MOS芯片，由于双MOS为一批料生产，这样使得上下开关时延相同，提高电能转化为磁能的效率。

无线供电器信号解调部分(附图7)的功能是将无线供电鱼缸艺术品反馈的信息解调出来。此处信息的传输不是采用的独立无线模块，而是采用将反馈信息加载到无线供电的电磁信号中，以调幅波的形式传送到无线发射端，在无线发射端再以包络解调的方式将信号恢复出来，实现信号传输。原始信号为加载的反馈信号的调幅波信号，先经过信号包络解调模块处由D3、R6、C8组成的包络解调部分将包络信号取出，再经过信号限压保护模块处由D4、D5组成的限压保护部分将信号峰值过高部分去掉，以保护后级电路。此限压后的包络信号经过低通滤波模块处由R8、C10组成的低通滤波部分滤波后，将多余的高频杂波去掉。之后，再经过运算放大器U5D处将此信号放大，U5D处部分电路为反向放大电路，其中反向放大器基准设定模块处为此反向放大电路的基准电路，放大基准由R10、R11、C12设定，R10、R11组成基本串联分压电路的形式，C12为旁路滤波电容，作用为滤除高频杂波、增加基准电压的稳定性。信号隔直加基准模块处隔直部分由电容C14组成，此部分的作用是去掉信号的原有基准电压，增加新的基准电压，去除信号的整体波动性。U5C部分为信号的滞回比较部分，此部分将波动的近似正弦的信号整形为MCU可识别的数字信号，传输给信号处理与控制部分电路。其中滞回比较器电路基准设定模块采用串联分压的形式设置基准电压，由R13、R14设置新基准电压，C13为旁路滤波电容，作用为滤除高频杂波、增加基准电压的稳定性。其中滞回比较的灵敏度由R18与R17的比值决定，增加此比值，将减小滞回比较门限，减小此比值，将增加滞回比较门限。

无线供电鱼缸电能接收整流及信号调制部分电路图(附图8)，其中，L3为接收线圈，与C15、C16、C17一起组成串并联接收电路，此部分将传输过来的电磁能高效的转化为电能信号。U1、U4、D1、D3组成半同步全桥整流电路，我中D1、U4同时导通，D3、U1同时导通，由于U1、U4为MOS管，MOS管的导通压差比较低，从而大大减少了整流部分能量的损耗，提高了无线传输的效率。Q1A、Q1B部分为接收端通信部分，此部分通过改变串并联谐振电路中的电容改变谐振参数，从而将接收端的信号加载到线圈部分，通过线圈传输到无线充电器。

本发明的有益效果是，本发明采用无线供电的方式进行供电，只需要在发光物体的对应位置放置无线供电器就可以任意移动发光艺术品。另外，此无线供电鱼缸艺术品还可以配置电池，一次无线充电，可供无线供电鱼缸艺术品数天使用。同时，此无线供电鱼缸艺术品采用全封闭式密封防水设计，既可以防止进水又可以随意放置。

附图说明

图1：本发明实施例无线供电鱼缸工作原理框图结构示意图。

图2：本发明实施例无线能量传输原理结构示意图。

图3：本发明实施例无线供电器电能转化电路结构示意图。

图4：本发明实施例电容与开关连接点及无线供电器线圈与开关的连接点处波形结构示意图。

图5：本发明实施例匹配电容与线圈连接点处波形结构示意图。

图6：本发明实施例无线供电器电能发射驱动部分电路图结构示意图。

图7：本发明实施例无线供电器信号解调部分电路图结构示意图。

图8：本发明实施例电能接收整流及信号调制部分电路图结构示意图。

图9：本发明实施例无线供电鱼缸发光物体结构示意图。

图10：本发明实施例无线供电器结构示意图。

图11：本发明实施例无线供电鱼缸整体安装结构示意图。

图12：本发明实施例A处放大结构示意图。

图中：无线电磁能接收线圈1、无线电磁能发射线圈2、无线供电器直流电源3、开关A4、开关B5、开关C6、开关D7、匹配电容与开关连接点8、匹配电容与线圈连接点9、无线供电器线圈10、无线供电器线圈与开关的连接点11、信号包络解调模块12、信号限压保护模块13、低通滤波模块14、反向放大器基准设定模块15、滞回比较器电路基准设定模块16、信号隔直加基准模块17、磁铁A18、无线供电器磁铁21、发光物体22、鱼缸23、无线供电器24、发光外壳25、无线供电器底座26、发光体电路模块27、电源管理电路模块28、充电电路发光电路模块29、信息处理控制电路模块A30、无线通信电路模块A31、无线供电器电路模块32、驱动电路模块33、电源34、信息处理控制电路模块B35、无线通信电路模块B36、电磁能传输37、无线通信38、无线鱼缸发光体模块39、无线供电器模块40。

具体实施方式

参照附图说明对本发明作以下具体的详细说明。如附图所示，本发明的结构包括无线电磁能接收线圈1、无线电磁能发射线圈2、磁铁18、无线供电器磁铁21、发光物体22、鱼缸23、无线供电器24、发光外壳25、无线供电器底座26，其特征在于在鱼缸23内底部设置有发光物体22，在鱼缸23的底板下面设置有无线供电器24，发光物体22与无线供电器24上下相对设置，发光物体22由无线电磁能接收线圈1和发光外壳25组成，发光外壳25内设置有磁铁18，无线供电器24由无线电磁能发射线圈2和无线供电器底座26组成，无线供电器底座26的中间设置有无线供电器磁铁21，发光物体22与无线供电器24通过磁铁18和无线供电器磁铁21吸附固定在一起，发光物体22在磁铁18和无线供电器磁铁21的磁力作用下可以随着无线供电器24的移动而移动。

所述的无线供电鱼缸装置，其特征在于无线供电鱼缸装置的供电原理结构包括无线鱼缸发光体模块39和无线供电器模块40两部分，其中无线鱼缸发光体模块39由无线电磁能接收线圈1、发光体电路模块27、电源管理电路模块28、充电电路发光电路模块29、信息处理控制电路模块A30、无线通信电路模块A31组成，无线鱼缸发光体模块39通过无线电磁能接收线圈1接收无线电磁能发射线圈2发出的电磁能，将接收到的电磁能转化成电能，供后级电路使用，无线电磁能接收线圈1与发光体电路模块27连接，发光体电路模块27由串并联电容组成，发光体电路模块27与无线电磁能接收线圈1组成LC串并联谐振电路，负责增加电磁能的接收和转化效率，发光体电路模块27与电源管理电路模块28连接，电源管理电路模块28将无线电磁能接收线圈1接收并转化的电能进行稳压调压处理，电源管理电路模块28还与信息处理控制电路模块A30连接，信息处理控制电路模块A30将电能需求的信息计算出来，并将计算出的信息通过无线通信电路模块A31发送给无线供电器模块40，充电电路发光电路模块29将接收到的电能给内置电芯充电或供发光电路发光，实现无线充电一次，可以数天发光，无线供电器模块40由无线电磁能发射线圈2、无线供电器电路模块32、驱动电路模块33、电源34、信息处理控制电路模块B35、无线通信电路模块B36组成，无线电磁能发射线圈2将电能转化为电磁能发射出去，无线供电器电路模块32由电容并联组成，无线供电器电路模块32与无线电磁能发射线圈2组成LC串联谐振电路，负责增加电磁能的发射功率，无线供电器电路模块32与驱动电路模块33连接，驱动电路模块33将直流的电源信号转化为能在无线电磁能发射线圈2内发射的交流电能信号，通过无线电磁能发射线圈2将此交流电能信号转化为电磁能发射出去，驱动电路模块33与信息处理控制电路模块B35连接，信息处理控制电路模块B35与无线通信电路模块B36连接，无线通信电路模块B36接收无线鱼缸发光体模块39传回的功率需求信息，并将此信息传送给信息处理控制电路模块B35，信息处理控制电路模块B35将无线鱼缸发光体模块39反馈回的信息进行处理并实时调整无线发射功率，根据无线鱼缸发光体模块39的功率需求发送电磁能，信息处理控制电路模块B35还与电源34连接，通过电源34给整个电路模块供电。

所述的无线供电鱼缸装置，其特征在于无线供电器电路模块32由无线供电器直流电源3、开关A4、开关B5、开关C6、开关D7、匹配电容与开关连接点8、匹配电容与线圈连接点9、无线供电器线圈10、无线供电器线圈与开关的连接点11组成，其中开关A4与开关B5为交替式开启模式，开关C6与开关D7为交替式开启模式，开关A4与开关D7同时开启或关闭，开关B5与开关C6同时开启或关闭。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.无线供电鱼缸装置，包括无线电磁能接收线圈(1)、无线电磁能发射线圈(2)、磁铁(18)、无线供电器磁铁(21)、发光物体(22)、鱼缸(23)、无线供电器(24)、发光外壳(25)、无线供电器底座(26)，其特征在于在鱼缸(23)内底部设置有发光物体(22)，在鱼缸(23)的底板下面设置有无线供电器(24)，发光物体(22)与无线供电器(24)上下相对设置，发光物体(22)由无线电磁能接收线圈(1)和发光外壳(25)组成，发光外壳(25)内设置有磁铁(18)，无线供电器(24)由无线电磁能发射线圈(2)和无线供电器底座(26)组成，无线供电器底座(26)的中间设置有无线供电器磁铁(21)，发光物体(22)与无线供电器(24)通过磁铁(18)和无线供电器磁铁(21)吸附固定在一起，发光物体(22)在磁铁(18)和无线供电器磁铁(21)的磁力作用下可以随着无线供电器(24)的移动而移动。

2.根据权利要求书1所述的无线供电鱼缸装置，其特征在于无线供电鱼缸装置的供电原理结构包括无线鱼缸发光体模块(39)和无线供电器模块(40)两部分，其中无线鱼缸发光体模块(39)由无线电磁能接收线圈(1)、发光体电路模块(27)、电源管理电路模块(28)、充电电路发光电路模块(29)、信息处理控制电路模块A(30)、无线通信电路模块A(31)组成，无线鱼缸发光体模块(39)通过无线电磁能接收线圈(1)接收无线电磁能发射线圈(2)发出的电磁能，将接收到的电磁能转化成电能，供后级电路使用，无线电磁能接收线圈(1)与发光体电路模块(27)连接，发光体电路模块(27)由串并联电容组成，发光体电路模块(27)与无线电磁能接收线圈(1)组成LC串并联谐振电路，负责增加电磁能的接收和转化效率，发光体电路模块(27)与电源管理电路模块(28)连接，电源管理电路模块(28)将无线电磁能接收线圈(1)接收并转化的电能进行稳压调压处理，电源管理电路模块(28)还与信息处理控制电路模块A(30)连接，信息处理控制电路模块A(30)将电能需求的信息计算出来，并将计算出的信息通过无线通信电路模块A(31)发送给无线供电器模块(40)，充电电路发光电路模块(29)将接收到的电能给内置电芯充电或供发光电路发光，实现无线充电一次，可以数天发光，无线供电器模块(40)由无线电磁能发射线圈(2)、无线供电器电路模块(32)、驱动电路模块(33)、电源(34)、信息处理控制电路模块B(35)、无线通信电路模块B(36)组成，无线电磁能发射线圈(2)将电能转化为电磁能发射出去，无线供电器电路模块(32)由电容并联组成，无线供电器电路模块(32)与无线电磁能发射线圈(2)组成LC串联谐振电路，负责增加电磁能的发射功率，无线供电器电路模块(32)与驱动电路模块(33)连接，驱动电路模块(33)将直流的电源信号转化为能在无线电磁能发射线圈(2)内发射的交流电能信号，通过无线电磁能发射线圈(2)将此交流电能信号转化为电磁能发射出去，驱动电路模块(33)与信息处理控制电路模块B(35)连接，信息处理控制电路模块B(35)与无线通信电路模块B(36)连接，无线通信电路模块B(36)接收无线鱼缸发光体模块(39)传回的功率需求信息，并将此信息传送给信息处理控制电路模块B(35)，信息处理控制电路模块B(35)将无线鱼缸发光体模块(39)反馈回的信息进行处理并实时调整无线发射功率，根据无线鱼缸发光体模块(39)的功率需求发送电磁能，信息处理控制电路模块B(35)还与电源(34)连接，通过电源(34)给整个电路模块供电。

3.根据权利要求书2所述的无线供电鱼缸装置，其特征在于无线供电器电路模块(32)由无线供电器直流电源3、开关A4、开关B5、开关C6、开关D7、匹配电容与开关连接点(8)、匹配电容与线圈连接点(9)、无线供电器线圈(10)、无线供电器线圈与开关的连接点(11)组成，其中开关A4与开关B5为交替式开启模式，开关C6与开关D7为交替式开启模式，开关A4与开关D7同时开启或关闭，开关B5与开关C6同时开启或关闭。