CN204906830U - 一种远距离智能无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种远距离智能无线充电系统，包括无线发射装置和无线接收装置；无线发射装置包括AC-DC变换电路、DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器、发射天线、主控电路和光学传感器，AC-DC变换电路、DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器和发射天线顺次电性连接，DC-DC电压转换电路和主控电路双向连接，光学传感器的输出端接于主控电路的输入端，主控电路的输出端接于射频信号产生电路的输入端；无线接收装置包括顺次电性连接的接收天线、整流电路和负载；其中，负载是待远程控制的灯具，光学传感器设于接近负载的位置处。
Description
技术领域
本实用新型属于无线充电领域，具体涉及一种远距离智能无线充电系统。
背景技术
自人类开始利用电能以来，基本都靠电线来输送电能，但是随着科技的发展与时代的进步，传统的有线输电方式已经显得捉襟见肘甚至无能为力。现在人们的生活中或者工厂里，传统的充电与输电形式都是使用的插头、插座与电线，不过这种传统的充电方式在使用过程中，越来越暴露出不便或不安全的弊端。例如给移动的设备供电、为封闭设备供电及未来的太阳能卫星发电站的电能输送问题，无线电能传输与传统的有线输电相比有巨大的优势。
微波输送电能是一种不需要导线的电能输送技术。波长在无线电和红外线之间的电磁波就是微波，其目前被普遍应用于移动通信、气象雷达、微波炉、和导航等。而微波常被人们用来传送信息等能量，但是作为电能的传输媒质，当下的微波功率还太小。如果我们提高微波的功率，微波就可以用来作为电能的传输媒质，其经过整流天线对高能微波接收整流之后，就可以为负载提供直流电能。微波电能传输方式可用在很多传统输电方式不适合或者不方便的场合，是对传统输电方式的一种有力补充。
现实生活中，在城市的商业大楼、大桥上或室外交通照明灯等往往采用LED灯阵列组合摆放，在充电方面，都是采用有线的方式供电，这种充电方式存在远距离供电时布线麻烦，室外布线时易发生露电，且线路老化或LED灯出现故障时，特别是在高楼上或大桥上维修方面非常困难，容易发生安全问题。另外，在智能操作方面，需要人工控制LED照明灯组开关按扭，非常不便。
实用新型内容
因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种远距离智能无线充电系统，该无线充电系统可以实现远距离为安装在城市的商业大楼、大桥上或室外交通照明用的LED灯组进行无线充电，以解决现有技术存在的布线麻烦以及存在安全隐患等问题。另外，该无线充电系统还能实现LED照明灯组开关的智能控制，解决人工操作控制不便的难题。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种远距离智能无线充电系统，包括无线发射装置和无线接收装置；其中，无线发射装置包括AC-DC变换电路、DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器、发射天线、主控电路和光学传感器，AC-DC变换电路、DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器和发射天线顺次电性连接，DC-DC电压转换电路和主控电路双向连接，光学传感器的输出端接于主控电路的输入端，主控电路的输出端接于射频信号产生电路的输入端；无线接收装置包括顺次电性连接的接收天线、整流电路和负载；其中，负载是待远程控制的灯具，光学传感器设于接近负载（灯具）的位置处。
该无线充电系统运行流程如下：光学传感器感应负载位置处的光照强度，并将光照强度信号反馈给主控电路；主控电路根据接收到的光照强度信号，以及预先设定的光照强度信号阈值范围，来判定是否需要打开或关断DC-DC电压转换电路的电源开关，如果光照强度信号大于预设的光照强度信号值，则说明室外亮度足够强，满足用户看清视野，则关断DC-DC电压转换电路的电源开关，停止主电路能量传输，使负载处于断电模式；如果光照强度信号小于预设的光照强度信号值，则说明室外亮度不够亮，则开启DC-DC电压转换电路的电源开关；接着，射频信号产生电路产生微波信号，功率放大器对该微波信号放大后，通过发射天线发射至自由空间；最后，接收天线接收自由空间的微波信号，整流电路将该微波信号转化为直流信号，为负载供电。
进一步的，无线接收装置还包括滤波输出电路，滤波输出电路的输入端接于整流电路的输出端，滤波输出电路的输出端接于负载的输入端。滤波输出电路截止整流电路输出的直流信号中的基波与高次奇次谐波信号，允许直流和偶次谐波通过，从而实现能量效率最大化。
无线发射装置中，AC-DC变换电路的输入端接于将市电，其将市电转换为直流，为整个装置提供直流电源；DC-DC电压转换电路用于将AC-DC变换电路提供的直流电转换为3.3V的直流工作电压，供主控电路及射频信号产生电路工作；射频信号产生电路是利用射频信号源将直流电转换成微波信号；功率放大器是将微波信号放大后，通过发射天线发射至自由空间；光学传感器用于感应室外环境光照强度，并将光照强度信号反馈给主控电路；所述主控电路控制射频信号产生电路产生稳定的微波信号，同时，接收光学传感器的光照强度信号，通过比较光照强度信号判断是否需要打开或关断DC-DC电压转换电路的电源开关，进而控制主电路电量传输。
无线接收装置中，接收天线接收自由空间的微波信号；整流电路将接收天线传来的微波信号转化为直流信号；滤波输出电路用于截止整流后直流信号中的基波与高次奇次谐波通过，允许直流和偶次谐波通过，从而实现能量效率最大化。
进一步的，所述负载是LED照明灯组，LED照明灯组可以是单个的LED灯珠，也可以是串并连实现的LED灯串。
作为一种优选方案，所述发射天线采用标准增益聚焦喇叭天线。
本实用新型采用上述方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、采用光学传感器与主控电路相结合技术，可智能控制负载充电或断电，避免需要单独配设人工操作控制LED照明灯组（负载）开关按扭，节省人力，且节约能耗，延长LED照明灯组的使用寿命；
2、采用微波传能的无线充电技术，实现远距离供电，避免采用有线充电存在远距离供电时布线麻烦、室外布线时易发生露电、以及维修困难且有安全隐患等问题的发生；
3、本实用新型所采用的技术方案简单，成本低，易于大规模应用，具有很好的实用性。
附图说明
图1为本实用新型无线充电系统结构框图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
参见图1，本实用新型的一种远距离智能无线充电系统，包括无线发射装置和无线接收装置；其中，无线发射装置包括AC-DC变换电路、DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器、发射天线、主控电路和光学传感器；无线接收装置包括接收天线、整流电路、滤波输出电路和负载；无线发射装置中AC-DC变换电路的输出端连接DC-DC电压转换电路的输入端；DC-DC电压转换电路的输出端连接射频信号产生电路及主控电路的输入端；主控电路的输出端连接DC-DC电压转换电路及射频信号产生电路的输入端；射频信号产生电路的输出端连接功率放大器的输入端；功率放大器的输出端接于发射天线的输入端；光学传感器的输出端连接主控电路的输入端；无线接收装置中接收天线的输出端连接整流电路的输入端；整流电路输出端连接滤波输出电路的输入端；滤波输出电路输出端连接负载的输入端。
无线发射装置中，AC-DC变换电路用于将市电转换为直流用于提供直流电源；DC-DC电压转换电路用于将AC-DC变换电路提供的直流电转换为3.3V的直流工作电压，用于供主控电路及射频信号产生电路工作；射频信号产生电路是利用射频信号源将直流电转换成微波信号；功率放大器是将微波信号放大后，通过发射天线发射至自由空间。优选的，发射天线采用标准增益聚焦喇叭天线。光学传感器用于感应室外环境光照强度，并将光照强度信号反馈给主控电路。主控电路第一目的是用于接收光学传感器的光照强度信号，通过比较光照强度信号确定是否打开或关断DC-DC电压转换电路的电源开关，进而控制主电路电量传输，其第二目的是控制射频信号产生电路产生稳定的微波信号。
无线接收装置中，负载可以是照明用的安装在办公楼、大桥等室外LED灯组，也可以是其他需要远程控制亮灭的灯组，本实施例以LED照明灯组为例。接收天线用于接收自由空间的微波信号；整流电路用于将微波信号转化为直流信号；滤波输出电路用于截止整流后直流信号中的基波与高次奇次谐波通过，允许直流和偶次谐波通过，从而实现能量效率最大化。；
为了解决现有技术中的布线麻烦、维修困难、安全隐患以及控制不便等问题，本实用新型的方法采用光学传感器与主控电路相结合技术，可智能控制负载充电或断电，避免需要单独配设人工操作控制LED照明灯组开关按扭，节省人力；采用微波传能的无线充电技术，实现远距离供电。
一般的，负载可设置于室外环境下，光学传感器设于负载周围位置处。上述无线充电系统的运行流程如下：首先，系统通过光学传感器感应室外环境光照强度，并将光照强度信号反馈给主控电路；然后，主控电路预设一个光照强度阈值（可以是一个范围，也可以是一个具体值），主控电路根据接收到光学传感器的光照强度信号，比较预设的光照强度阈值，确定是否需要打开或关断DC-DC电压转换电路的电源开关，如果光照强度信号大于预设的光照强度阈值，则说明室外亮度足够用户看清视野，则关断DC-DC电压转换电路的电源开关，停止主电路能量传输，保证负载处于断电模式，如果光照强度信号小于预设的光照强度阈值，则说明室外亮度无法满足用户看清视野，则开启DC-DC电压转换电路的电源开关；接着，采用射频信号产生电路产生微波信号，并将输出的微波信号通过功率放大器放大微波信号后，通过发射天线发射至自由空间；最后，通过接收天线接收自由空间的微波信号，采且整流电路将微波信号转化为直流信号，并利用滤波输出电路截止整流后直流信号中的基波与高次奇次谐波通过，允许直流和偶次谐波通过，从而实现能量效率最大化；保证主电路能量传输，进而实现负载LED灯组处于通电模式。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种远距离智能无线充电系统，其特征在于：包括无线发射装置和无线接收装置；无线发射装置包括AC-DC变换电路、DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器、发射天线、主控电路和光学传感器，AC-DC变换电路、DC-DC电压转换电路、射频信号产生电路、功率放大器和发射天线顺次电性连接，DC-DC电压转换电路和主控电路双向连接，光学传感器的输出端接于主控电路的输入端，主控电路的输出端接于射频信号产生电路的输入端；无线接收装置包括顺次电性连接的接收天线、整流电路和负载；其中，负载是待远程控制的灯具，光学传感器设于接近负载的位置处。
2.根据权利要求1所述的一种远距离智能无线充电系统，其特征在于：无线接收装置还包括滤波输出电路，滤波输出电路的输入端接于整流电路的输出端，滤波输出电路的输出端接于负载的输入端；滤波输出电路截止整流电路输出的直流信号中的基波与高次奇次谐波信号，允许直流和偶次谐波通过。
3.根据权利要求1所述的一种远距离智能无线充电系统，其特征在于：所述发射天线采用标准增益聚焦喇叭天线。
4.根据权利要求1所述的一种远距离智能无线充电系统，其特征在于：所述负载是LED照明灯组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520715372.2U CN204906830U (zh) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | 一种远距离智能无线充电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201520715372.2U CN204906830U (zh) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | 一种远距离智能无线充电系统 |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105072785A (zh) * | 2015-09-16 | 2015-11-18 | 厦门新页科技有限公司 | 一种远距离智能无线充电系统 |
| CN108566252A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-21 | 广东小天才科技有限公司 | 一种可穿戴设备的通信控制方法及可穿戴设备 |
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2015
- 2015-09-16 CN CN201520715372.2U patent/CN204906830U/zh active Active
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| CN108566252A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-21 | 广东小天才科技有限公司 | 一种可穿戴设备的通信控制方法及可穿戴设备 |
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