CN204992728U - 一种超声波无线充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种超声波无线充电装置，包括超声波能量发生系统和无线接收转换系统，所述超声波能量接收系统包括依次串联的超声谐振匹配电路、超声压电换能器、功率放大器和耦合滤波器；所述无线接收转换系统包括依次串联的超声波接收器、振幅控制器、逆向超声换能器和等效稳压输出电路。本实用新型结构简单巧妙，体积小所占空间少，易于移动运输收纳；同时，本实用新型在实际使用过程中，电能与机械振动转换效率高，能够高效匹配；并且本实用新型对人体无任何辐射伤害；具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充电装置，具体涉及一种超声波无线充电装置。
背景技术
现有无线充电装置通常采用电磁波作为载体进行能量转换和传输，并且尚处于研发和试验阶段，以致现有的电磁波无线充电装置能量转换效率较低，充电时间较长，对人体产生一定得辐射危害且体积较大，结构复杂。
实用新型内容
发明目的：本实用新型的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种超声波无线充电装置。
技术方案：本实用新型的一种超声波无线充电装置，包括超声波能量发生系统和无线接收转换系统，所述超声波能量接收系统包括依次串联的超声谐振匹配电路、超声压电换能器、功率放大器和耦合滤波器；所述无线接收转换系统包括依次串联的超声波接收器、振幅控制器、逆向超声换能器和等效稳压输出电路；
市电输入超声谐振匹配电路后产生超声波正弦信号，超声波正弦信号与超声压电换能器相匹配，在输入超声压电换能器后，超声压电换能器产生超声频振动，此时的超声波振动幅度为2-5um，然后再依次通过功率放大器调整放大以及滤波器过滤耦合后发射出50-200KHz的中低频超声波；该超声波经过传输可被超声波接收器识别匹配接收，超声波接收器发出超声波经过振幅控制器调节振动能量以及匹配逆向超声换能器的频率、电容和阻抗，逆向超声换能器将超声振动能量转换成同频率的超声波信号输入等效稳压输出电路，最后匹配输出电能以供充电终端接收。
其中，所述等效稳压输出电路为大范围可调节电路。
进一步的，所述超声谐振匹配电路包括依次串联的超声波电频发生器、电感器L和可变电容Ce，所述可变电容的另一端分别串联有电容C、射极电容Ce和射极电阻Re，电容C、射极电容Ce和射极电阻Re的另一端均连接于超声波电频发生器。该增加了可变电容Cd的超声谐振匹配电路既能实现理想匹配，又能满足超声波发生器所需的频率及滤波性能，提高换能器的有效机电耦合系数。
有益效果：本实用新型结构简单巧妙，体积小，易于移动运输收纳；同时，本实用新型在实际使用过程中，电能与机械振动转换效率高(本实用新型的转换效率高可达80％左右，而传统电磁感应无线充电技术达到70％至75％)，能够高效匹配；并且本实用新型中的机械振动波无辐射对人体无任何辐射伤害，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型中超声谐振匹配电路结构示意图；
图3为本实用新型中可调稳压输出电路结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
如图1和2所示，本实用新型的一种超声波无线充电装置，包括超声波能量发生系统和无线接收转换系统，所述超声波能量接收系统包括依次串联的超声谐振匹配电路、超声压电换能器、功率放大器和耦合滤波器；所述无线接收转换系统包括依次串联的超声波接收器、振幅控制器、逆向超声换能器和等效稳压输出电路。上述超声谐振匹配电路包括依次串联的超声波电频发生器、电感器L和可变电容Ce，所述可变电容的另一端分别串联有电容C、射极电容Ce和射极电阻Re，电容C、射极电容Ce和射极电阻Re的另一端均连接于超声波电频发生器。
具体实施过程如下述：
市电输入超声谐振匹配电路后产生正弦震荡电信号，超声波正弦电信号与压电换能器频率上相匹配输入，在输入超声压电换能器后，超声压电换能器产生超声频谐振，此时的超声波振动幅度、功率比较微小，然后再依次通过功率放大器调整放大以及滤波器过滤耦合后发射处特定频率的超声波；该超声波经过传输可被初步设定了频率和相位的超声波接收器识别匹配接收，超声波接收器发出超声波经过振幅控制器调节振动幅度，进而实现能量传递，再通过匹配的逆向超声换能器的频率、电容和阻抗，逆向超声换能器将超声振动能量转换成同频率的超声波压电信号输入等效稳压输出电路，最后通过稳压输出电路稳定调节作用实现一定等级直流电信号的输出，以供充电终端接收实现充电。
如图3所示为本实施例中的等效稳压输出电路，采用传统的为大范围可调节电路。
Claims (2)
1.一种超声波无线充电装置，其特征在于：包括超声波能量发生系统和无线接收转换系统，所述超声波能量发生系统包括依次串联的超声谐振匹配电路、超声压电换能器、功率放大器和耦合滤波器；所述无线接收转换系统包括依次串联的超声波接收器、振幅控制器、逆向超声换能器和等效稳压输出电路；
市电输入超声谐振匹配电路后产生超声波正弦信号，超声波正弦信号与超声压电换能器相匹配，在输入超声压电换能器后，超声压电换能器产生超声频振动，然后再依次通过功率放大器调整放大以及滤波器过滤耦合后发射出20-50KHz的低频超声波；该超声波经过传输可被超声波接收器识别匹配接收，超声波接收器发出超声波经过振幅控制器调节振动能量以及匹配逆向超声换能器的频率、电容和阻抗，逆向超声换能器将超声振动能量转换成同频率的超声波信号输入等效稳压输出电路，最后匹配输出电能以供充电终端接收。
2.根据权利要求1所述的超声波无线充电装置，其特征在于：所述超声谐振匹配电路包括依次串联的超声波电频发生器、电感器L和可变电容Ce，所述可变电容的另一端分别串联有电容C、射极电容Ce和射极电阻Re，电容C、射极电容Ce和射极电阻Re的另一端均连接于超声波电频发生器。
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