PL249529B1

PL249529B1 - Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo

Info

Publication number: PL249529B1
Application number: PL442076A
Authority: PL
Inventors: Kamil Ciszak; Łukasz CEJROWSKI; Łukasz Cejrowski; Rafał Jakubowski; Artur PINDRAL; Artur Pindral; Mateusz Józefowicz
Original assignee: Waven Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2026-05-04
Also published as: EP4578083A1; CN119768992A; JP2025529932A; PL442076A1; CA3265317A1; WO2024043800A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo, szczególności poprzez zbieranie fal elektromagnetycznych z zakresu fal radiowych. Urządzenie charakteryzuje się tym, że obudowa (1) wykonana jest z materiału dielektrycznego o stałej dielektrycznej w zakresie od 2 do 5 i o grubości ścianek od 0,5 mm do 15 mm. Na zewnętrzną powierzchnię obudowy (1) naniesiona jest co najmniej jedna warstwa anten paskowych (3) wykonanych z materiału przewodzącego, przy czym kolejne warstwy anten oddzielone są warstwą materiału dielektrycznego. Wewnątrz obudowy (1) wykonane są prowadnice obudowy (4), w które wsunięta jest płytka drukowana PCB (5) z układem przetwarzającym energię RF na DC. Na płytce drukowanej PCB (5) osadzone są zaciski (7) łączące co najmniej jeden moduł magazynowania energii (2) z zaciskami (7) układu przetwarzającego energię RF na DC oraz na płytce drukowanej PCB (5) wykonane są styki (8), do których podłączona jest co najmniej jedna antena (3).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo, w szczególności elektromagnetycznych z zakresu fal radiowych.

Akumulator ładowany bezprzewodowo znany z opisu patentowego USA nr US11043833, zawiera: obudowę skonfigurowaną w wymiarach odpowiadających znormalizowanym wymiarom baterii; jedną lub więcej anten umieszczonych w obudowie, anteny skonfigurowane do odbioru bezprzewodowej częstotliwości radiowej RF, mocy z bezprzewodowego systemu ładowania; jedną lub większą liczbę płytek z obwodami elektronicznymi umieszczonych w obudowie, jedną lub większą liczbę płytek z obwodami elektronicznymi skonfigurowanymi do przekształcania odebranej mocy bezprzewodowej RF na moc prądu stałego, DC; oraz jeden lub więcej modułów akumulatorowych skonfigurowanych do przechowywania mocy prądu stałego; charakteryzujący się tym, że jedna lub więcej anten ma konfigurowalną polaryzację, a urządzenie akumulatorowe ładowane bezprzewodowo jest skonfigurowane do określania i konfigurowania optymalnej polaryzacji jednej lub większej liczby anten przez: dla każdego z wielu trybów polaryzacji anteny, konfigurowanie jednej lub większej liczby anten w oparciu o odpowiedni tryb polaryzacji anteny i mierzenie ilości odbieranej mocy bezprzewodowej; oraz wybieranie dla każdej anteny trybu polaryzacji anteny mającego największą ilość zmierzonej mocy bezprzewodowej, aby był optymalną polaryzacją anteny.

Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego PCT nr WO2021173676A1 znana jest obudowa na bezprzewodowo ładowany akumulator, która zawiera obudowę mającą podstawę i przeciwległy otwarty koniec, w którym w podstawie wywiercony jest otwór. Obudowa zawiera końcówkę przymocowaną do obudowy w pobliżu podstawy i mającą przeciwległy otwarty koniec. Obudowa zawiera pierwszą przewodzącą powłokę utworzoną na wewnętrznej powierzchni obudowy i pierwszej powierzchni podstawy oraz drugą przewodzącą powłokę utworzoną na wewnętrznej powierzchni końcówki i drugiej powierzchni podstawy, gdzie obudowa i końcówki są skonfigurowane w wymiarach zgodnych ze znormalizowanymi wymiarami baterii. Akumulatory są umieszczone wewnątrz wnęki w obudowie, a obwody są umieszczone wewnątrz wnęki końcówki.

Sprawność anteny, czyli ilość energii fal radiowych, które może ona zaabsorbować, zależy m.in. od szerokości pasma absorpcji fal radiowych pochłanianych przez antenę oraz od jej impedancji wewnętrznej. Dostrajanie pasma absorpcji fal radiowych polega na dopasowywaniu częstotliwości rezonansowej obwodu do częstotliwości fali radiowej, przy której materiał wykazuj e maksymalną absorpcję. Szerokość pasma absorpcji zależy od właściwości materiału i może być różna dla różnych materiałów i częstotliwości. Dopasowanie impedancji wejściowej anteny polega na połączeniu impedancji anteny z impedancją źródła zasilającego (np. nadajnika) tak, aby maksymalizować transfer mocy i zminimalizować odbicia sygnału, impedancji. Dopasowanie impedancji zapewnia, że jak najwięcej energii z nadajnika jest przekazywane do anteny. Niedopasowanie impedancji powoduje odbicia sygnału, które wracają do źródła, zamiast być wypromieniowane przez antenę. To prowadzi do strat mocy i obniżenia efektywności. Wpływ na szerokość zakresu absorpcji fal radiowych przez anteny oraz ich impedancję wewnętrzną ma szereg czynników. Geometria anten, grubość obudowy oraz stała dielektryczna materiału z którego jest wykonana obudowa mają wpływ na szerokość zakresu absorpcji fal radiowych przez anteny. Również odległość masy układu przetwarzającego energię RF na DC od anteny absorbującej fale radiowe oraz innych ele mentów, które mogą powodować zakłócenia, ma wpływ na szerokość pasma (zakresu) absorpcji fal radiowych przez antenę oraz jej impedancję wewnętrzną.

Celem wynalazku jest zaproponowanie rozwiązania, który rozwiązuje problem obniżenia sprawność anteny przez zakłócenia wpływające na zakres absorpcji fal radiowych oraz impedancję wewnętrzną anteny.

Istotą wynalazku jest urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo, zawierające: obudowę, moduł magazynowania energii, układ do pozyskiwania energii elektromagnetycznej otoczenia przetwarzający energię RF na DC, do którego podłączone są co najmniej dwie antenami, ponadto układ do pozyskiwania energii elektromagnetycznej otoczenia ma złącza ładowania. Obudowa wykonana jest z materiału dielektrycznego o stałej dielektrycznej w zakresie od 2 do 5 i o grubości ścianek od 0,5 mm do 15 mm. Na zewnętrzną powierzchnię obudowy naniesiona jest co najmniej jedna warstwa anten paskowych wykonanych z materiału przewodzącego, przy czym kolejne warstwy anten oddzielone są warstwą materiału dielektrycznego. Wewnątrz obudowy wykonane są prowadnice obudowy, w które wsunięta jest płytka drukowana PCB z układem przetwarzającym energię

RF na DC. Na płytce drukowanej PCB osadzone są zaciski łączące co najmniej jeden moduł magazynowania energii z zaciskami układu przetwarzającego energię RF na DC oraz na płytce drukowanej PCB wykonane są styki, do których podłączenia jest co najmniej jedna antena. Na zewnętrznej powierzchni obudowy osadzony jest jeden z biegunów anteny, której masa osadzona jest wewnątrz obudowy i połączona jest z masą układu przetwarzającego energię RF na DC. Anteny wyposażone są w styki doprowadzające sygnał na wejście dopasowania układu przetwarzającego energię RF na DC i jego masy. Wynalazek charakteryzuje się tym, że wewnątrz obudowy jest wolna przestrzeń, która izoluje masą układu przetwarzającego energię RF na DC oraz moduł magazynowania energii od części obudowy na powierzchni której znajduje się antena.

Zastosowanie wolnej przestrzeni wewnątrz obudowy izoluje układ przetwarzający energię RF na DC oraz moduł magazynowania energii od anteny. Zmiana odległości anteny od masy oraz elementu gromadzącego energię elektryczną ma znaczący wpływ na częstość rezonansową anteny, co przekłada się na ilość energii, którą może ona zaabsorbować. Zastosowanie izolacji - wolnej przestrzeni - oddzielającej antenę od czynników, które mogą wpływać na jej sprawność, stanowi ponadto dodatkowy, niezastosowany w rozwiązaniach znanych ze stanu techniki element, który obok grubości obudowy, stałej dielektrycznej materiału z którego jest wykonana, układu ścieżek anteny oraz materiału, z którego jest wykonana, pozwala na dostrojenie parametrów anteny, aby osiągała ona dużą sprawność.

Korzystnie, materiał dielektryczny jest tworzywem sztucznym wybranym z grupy teflon, silikon, PS, PP, ABS, PVC, PE i guma.

Korzystnie, obudowa jest figurą przestrzenną o przekroju wybranym z grupy: obejmującej wielokąt i elipsa, korzystnie koło.

Korzystnie, co najmniej jedna ściana obudowy jest pofałdowana w górnej części, korzystnie na całej jej wysokości.

Korzystnie, antena ma długość odpowiadają X/2n, gdzie λ jest długością fali elektromagnetycznej, a n - liczbą całkowitą lub antena ma długości fraktalne odpowiadające ż./2n o ultra szerokim paśmie dopasowania anteny.

Korzystnie, antena wykonana jest z kompozycji zawierającej materiał przewodzący wybrany z grupy: srebra, miedź, aluminium, cyna, grafit, grafen, naniesionej na zewnętrzną powierzchnię obudowy technologią druku.

Korzystnie, antena wykonana jest z kompozycji zawierającej materiał przewodzący wybrany z grupy: srebra, miedź, aluminium, cyna, grafit, grafen, naniesionej na podłoże dielektryczne w postaci naklejki samoprzylepnej przyklejonej na zewnętrzną powierzchnię obudowy.

Korzystnie, kompozycja zawiera materiał przewodzący wybrany z grupy zawierającej stopy: srebra, miedzi, aluminium, cyny, grafitu, grafenu.

Korzystnie, obudowa jest pofałdowana, na którą naniesione są upakowane ścieżki przewodzące stanowiące anteny o zwiększonym zakresie częstotliwości odbieranych fal radiowych.

Korzystnie, antena wykonana jest w postaci meandra lub linii falistej.

Korzystnie, płyta drukowana z układem przetwarzającym energię RF na DC zawiera styki sprężynowe.

Korzystnie, wolna przestrzeń wewnątrz obudowy jest rozmieszczona na całej długości obudowy, lub wolna przestrzeń wewnątrz obudowy otacza moduł magazynowania energii na całej jego długości, lub wolna przestrzeń wewnątrz obudowy jest usytuowana nad i pod modułem magazynowania energii.

Korzystnie, moduł magazynowania energii zawiera co najmniej jeden akumulator i/lub co najmniej jeden superkondensator.

Korzystnie, płytka drukowana PCB i antena są wykonane w technologii RigidFlex PCB, przy czym płytka drukowana PCB jest wykonana w technologii Rigid PCB a antena jest wykonana w.w. technologii Flex PCB i połączona bezpośrednio z obwodem płytki drukowanej PCB, ponadto antena jest przyklejona na zewnętrzną powierzchnię obudowy.

Korzystnie, antena wykonana we wskazanej wyżej technologii Flex PCB ma postać naklejki samoprzylepnej.

Urządzenie magazynujące energię elektryczną według wynalazku pozwala na bezprzewodowe dostarczanie energii do układów magazynowania energii, w szczególności urządzeń znajdujących się w trudno dostępnych miejscach, bądź ich ładowanie za pomocą przewodów jest niemożliwe, jak również stwarza możliwość ładowania urządzeń magazynujących energię, które znajdują się w wielu urządzeniach bez konieczności ich wyciągania. Urządzenie umożliwia zbieranie smogu promieniowania elek tromagnetycznego i wykorzystywania go do ładowania układu magazynowania energii. Ponadto urządzenie pozwala na ciągłe i nieprzerwane ładowanie układu magazynowania energii, nawet w momencie kiedy nie jest wykorzystywany, w celu przedłużenia żywotności ewentualnie wykorzystywanych akumulatorów, które tracą swoją żywotność przez proces samorozładowania. Pozwala to na eliminację konwencjonalnych baterii i zastępowanie systemów zasilania urządzeń małego poboru energii układami do harwestowania energii i ich magazynowania, w celu zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska zużytymi i toksycznymi nadal bateriami.

Przedmiotem wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo bez obudowy w widoku aksonometrycznym, fig. 2 urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo z obudową w widoku aksonometrycznym, fig. 3 - widok aksonometryczny płytki drukowanej PCB wewnątrz obudowy, fig. 4 - widok aksonometryczny obudowy z anteną meandrową naniesioną na jej pofałdowaną powierzchnię boczną, fig. 5 - widok aksonometryczny obudowy z anteną meandrową naniesioną na jej cylindryczną powierzchnię boczną, fig. 6 - przekrój pionowy obudowy o prostych ściankach bocznych z modułem magazynowania energii rozmieszczonym na całej wysokości obudowy w wolnej przestrzeni oraz antenami naniesionymi z pierwszej strony na całą wysokość obudowy, zaś z drugiej strony do połowy wysokości w ujęciu schematycznym, fig. 7 - przekrój pionowy obudowy o pofałdowanych ściankach z modułem magazynowania energii rozmieszczonym na całej wysokości obudowy w wolnej przestrzeni oraz antenami naniesionymi z na całą wysokość obudowy w ujęciu schematycznym, fig. 8 - przekrój pionowy obudowy o pofałdowanych ściankach z modułem magazynowania energii rozmieszczonym symetrycznie wewnątrz obudowy oraz antenami naniesionymi na całą wysokość obudowy w ujęciu schematycznym, fig. 9 - przekrój pionowy obudowy o prostych ściankach bocznych z modułem magazynowania energii rozmieszczonym symetrycznie wewnątrz obudowy w wolnej przestrzeni oraz antenami naniesionymi z pierwszej strony na całą wysokość obudowy, zaś z drugiej strony do połowy wysokości w ujęciu schematycznym, fig. 10 - przekrój pionowy obudowy o prostych ściankach bocznych z modułem magazynowania energii przylegający do obudowy z wolnymi przestrzeniami umieszczonymi nad i pod modułem magazynowania energii oraz antenami naniesionymi z pierwszej strony na wysokość obudowy powyżej modułu magazynowania energii, zaś z drugiej strony na wysokość obudowy powyżej modułu magazynowania energii w ujęciu schematycznym, fig. 11 - przekrój pionowy obudowy z modułem magazynowania energii przylegający do obudowy o pofałdowanych ściankach bocznych powyżej i poniżej modułu magazynowania energii z wolnymi przestrzeniami umieszczonymi nad i pod modułem magazynowania energii oraz antenami naniesionymi na pofałdowane ścianki boczne, a fig. 12 - trzy warstwa anten paskowych wykonanych z materiału przewodzącego oddzielone dwiema warstwami materiału dielektrycznego.

Przykład 1

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo zawiera obudowę 1, w której osadzony jest moduł magazynowania energii 2 połączony z przez układ przetwarzający energię RF na DC 6 z dwiema antenami 3. Obudowa 1 wykonana jest z materiału dielektrycznego stanowiącego teflon o stałej dielektrycznej wynoszącej 2 i o grubości ścianek 0,5 mm. Obudowa 1 jest figurą przestrzenną o stałym przekroju, którym jest koło. Ponadto obudowa od góry zamknięta jest pokrywą wyposażoną w biegun dodatni urządzenia 10 zaś od dołu zamknięta jest modułem magazynowania energii 2. Na zewnętrzną powierzchnię obudowy 1 naniesione są dwie anteny 3 paskowe wykonane z materiału przewodzącego, natomiast wewnątrz obudowy 1 wykonane są prowadnice obudowy 4, w które wsunięta jest płytka drukowana PCB 5 z układem przetwarzającym energię RF na DC 6. Na płytce drukowanej PCB 5 osadzone są zaciski 7 łączące moduł magazynowania energii 2 z zaciskami 7 układu przetwarzającego energię RF na DC oraz na płytce drukowanej PCB 5 wykonane są styki 8, do których podłączone są anteny 3. Na zewnętrznej powierzchni obudowy 1 osadzony jest jeden z biegunów anteny 3, której masa osadzona jest wewnątrz obudowy 1 i połączona jest z masą układu przetwarzającego energię RF na DC 6, przy czym anteny 3 wyposażone są w styki 8 doprowadzające sygnał na wejście dopasowania układu przetwarzającego energię RF na DC 6 i jego masy, przy czym geometria anten 3 oraz grubość i stała dielektryczna materiału obudowy 1 determinuje szerokość zakresu absorpcji fal radiowych. Anteny 3 mają długość odpowiadają λ2, gdzie λ jest długością fali elektromagnetycznej i są wykonane z kompozycji zawierającej srebro, naniesionej na zewnętrzną powierzchnię obudowy 1 technologią sitodruku. Modułem magazynowania energii 2 jest akumulator, który jest tak usytuowany w wolnej przestrzeni 9, że nie zakłóca pasma absorpcji fal radiowych i dopasowującej impedancji wejściowej anteny 3.

Przykład 2

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że obudowa 1 wykonana jest z materiału dielektrycznego ABS o stałej dielektrycznej 3,3 i o grubości ścianek 15 mm, a na zewnętrzną powierzchnię obudowy 1 naniesione są cztery anteny 3 paskowe wykonane z materiału przewodzącego w postaci kompozycji zawierającej miedź jako materiał przewodzący. Ponadto anteny 3 mają długość odpowiadają λ/2π, gdzie λ jest długością fali elektromagnetycznej, a π - liczbą całkowitą i wynosi 3. Obudowa 1 jest cylindryczną figurą przestrzenną o przekroju koła i wykonana jest z ABS-u jako materiału dielektrycznego o stałej dielektrycznej 3,3 i ma pofałdowaną górną powierzchnię boczną. Ponadto na obudowę 1 naniesione są upakowane ścieżki przewodzące stanowiące anteny 3 o zwiększonym zakresie częstotliwości odbieranych fal radiowych.

Przykład 3

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że obudowa 1 wykonana jest z materiału dielektrycznego w postaci silikonu o stałej dielektrycznej 10 i o grubości ścianek 15 mm, a na zewnętrzną powierzchnię obudowy 1 naniesionych jest sześć anten 3 paskowych wykonanych z materiału przewodzącego w postaci kompozycji zawierającej aluminium jako materiał przewodzący. Ponadto anteny 3 ma długość odpowiadają λ/2π, gdzie λ jest długością fali elektromagnetycznej, a π - liczbą całkowitą i wynosi 2. Antena 3 wykonana jest z kompozycji zawierającej miedź jako materiał przewodzący. Obudowa 1 jest cylindryczną figurą przestrzenną przekroju elipsy i wykonana jest z silikonu o stałej dielektrycznej 10. Płytka drukowana z układem przetwarzającym energię RF na DC zawiera styki sprężynowe. Na płytce są tylko istotne elementy przewodzące, a usunięte dodatkowe elementy przewodzące. Ponadto antena 3 ma długości fraktalne odpowiadające ż./2n o ultra szerokim paśmie dopasowania anteny 3.

Przykład 4

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie od pierwszego do trzeciego z tą różnicą, że wewnątrz obudowy 1 jest wolna przestrzeń 9 dostrajająca pasma absorpcji fal radiowych i dopasowująca impedancję wejściową anteny 3, której wymiary i geometria ustalane są na podstawie stosunku wymiarów obudowy 1, grubości ścianek obudowy 1 i stałej dielektrycznej materiału obudowy 1. Ponadto na zewnętrzną powierzchnię obudowy 1 przyklejona naklejka samoprzylepnej z naniesionymi antenami 3 na podłoże dielektryczne.

Przykład 5

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie czwartym z tą różnicą, że w obudowie 1 o prostych ściankach bocznych umieszczony jest moduł magazynowania energii 2 na całej wysokości obudowy 1 w wolnej przestrzeni 9, natomiast anteny 3 naniesione są z pierwszej strony na całą wysokość obudowy 1, zaś z drugiej strony do połowy jej wysokości.

Przykład 6

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie czwartym z tą różnicą, że w obudowie 1 o pofałdowanych ściankach umieszczony jest moduł magazynowania energii 2 rozmieszczonym na całej wysokości obudowy w wolnej przestrzeni, a anteny 3 naniesione są na całej wysokości obudowy.

Przykład 7

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie czwartym z tą różnicą, że w obudowie 1 o pofałdowanych ściankach umieszczony jest symetrycznie moduł magazynowania energii 2 wewnątrz obudowy, natomiast anteny 3 naniesione są na całą wysokość obudowy 1.

Przykład 8

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie czwartym z tą różnicą, że w obudowie 1 o prostych ściankach bocznych, umieszczony jest symetrycznie moduł magazynowania energii 2 wewnątrz obudowy, natomiast anteny 3 naniesione są z pierwszej strony na całą wysokość obudowy, zaś z drugiej strony do połowy jej wysokości.

Przykład 9

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie czwartym z tą różnicą, że w obudowie 1 o prostych ściankach bocznych z modułem magazynowania energii 2 przylegający do obudowy z wolnymi przestrzeniami umieszczonymi nad i pod modułem magazynowania energii 2, na obudowę naniesione są anteny z pierwszej strony na wysokość obudowy 1 powyżej modułu magazynowania energii 2, zaś z drugiej strony na wysokość obudowy 1 powyżej modułu magazynowania energii 2.

Przykład 10

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie czwartym z tą różnicą, że moduł magazynowania energii 2 przylega do obudowy 1, która ma pofałdowane ścianki boczne powyżej i poniżej modułu magazynowania energii 2 z wolnymi przestrzeniami umieszczonymi nad i pod modułem magazynowania energii 2, natomiast anteny naniesione są na pofałdowane ścianki boczne.

Przykład 11

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie od pierwszego do trzeciego z tą różnicą, że antena 3 wykonana jest w postaci linii falistej.

Przykład 12

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie od pierwszego do trzeciego z tą różnicą, że modułem magazynowania energii 2 jest akumulator.

Przykład 13

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie od pierwszego do trzeciego z tą różnicą, że modułem magazynowania energii 2 jest superkondensator.

Przykład 14

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie od pierwszego do trzeciego z tą różnicą, że modułem magazynowania energii 2 są trzy akumulatory.

Przykład 15

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie od pierwszego do trzeciego z tą różnicą, że modułem magazynowania energii 2 jest pięć superkondensatorów.

Przykład 16

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie od pierwszego do trzeciego z tą różnicą, że płytka drukowana PCB 5 i antena 3 są wykonane w technologii Rigid-Flex PCB, przy czym płytka drukowana PCB 5 jest wykonana w technologii Rigid PCB a antena 3 jest wykonana w.w. technologii Flex PCB i połączona i połączona bezpośrednio z obwodem płytki drukowanej PCB 5, ponadto antena 3 jest przyklejona na zewnętrzną powierzchnię obudowy 1.

Przykład 17

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie szesnastym z tą różnicą, że antena 3 wykonana w technologii Flex PCB ma postać naklejki samoprzylepnej.

Przykład 18

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo wykonane jak w przykładzie od pierwszego do trzeciego z tą różnicą, że na zewnętrzną powierzchnię obudowy 1 naniesione są trzy warstwy anten 3 paskowych wykonanych z materiału przewodzącego, przy czym kolejne warstwy anten 3 oddzielone są warstwą materiału dielektrycznego.

Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo ma obudowę 1 wykonaną z dowolnego dielektrycznego tworzywa sztucznego o stałej dielektrycznej w zakresie od 2 do 10, w szczególności z takich tworzyw jak: silikon, teflon, ABS, PVC, PE, PS, PP i guma. Na dielektryczną obudowę nanoszone są anteny 3 wykonane z kompozycji zawierającej materiał przewodzący wybrany z grupy: srebra, miedź, aluminium, cyna, grafit, grafen, jak również ich stopy i mieszaninę, antena 3 może być wykonana w postaci naklejki samoprzylepnej, która na podłoże dielektryczne ma naniesioną kompozycję zawierającą materiał przewodzący taki jak wybrany z grupy: srebro, miedź, aluminium, cyna, grafit, grafen jak również ich stopy i mieszaninę, naniesionej na podłoże dielektryczne w postaci naklejki samoprzylepnej przyklejonej na zewnętrzną powierzchnię obudowy 1. Urządzenie według wynalazku umożliwia zbieranie fal elektromagnetycznych z zakresu fal radiowych, następnie zaabsorbowania energia fal elektromagnetycznych zamieniana jest na prąd stały o niskim napięciu. W następnej kolejności wbudowany układ przetwornicy podwyższa napięcie zaabsorbowanego ładunku i tym napięciem ładuje do zadanego napięcia moduł magazynowania energii 2, którym najczęściej jest akumulator, kondensator, super kondensator itp.

Wykaz oznaczeń na rysunku:

1. obudowa,

2. moduł magazynowania energii,

3. antena,

4. prowadnica obudowy,

5. płytka drukowana PCB,

6. układ przetwarzający energię RF na DC,

7. zaciski

8. styk doprowadzający,

9. wolna przestrzeń,

10. biegun dodatni urządzenia.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie magazynujące energię elektryczną ładowane bezprzewodowo, zawierające: obudowę, moduł magazynowania energii, układ do pozyskiwania energii elektromagnetycznej otoczenia przetwarzający energię RF na DC, do którego podłączone są co najmniej dwie antenami, ponadto układ do pozyskiwania energii elektromagnetycznej otoczenia ma złącza ładowania, przy czym obudowa wykonana jest z materiału dielektrycznego o stałej dielektrycznej w zakresie od 2 do 5 i o grubości ścianek od 0,5 mm do 5 mm, a na zewnętrzną powierzchnię obudowy naniesiona jest co najmniej jedna warstwa anten paskowych wykonanych z materiału przewodzącego, przy czym kolejne warstwy anten oddzielone są warstwą materiału dielektrycznego, natomiast wewnątrz obudowy wykonane są prowadnice obudowy, w które wsunięta jest płytka drukowana PCB z układem przetwarzającym energię RF na DC, ponadto na płytce drukowanej PCB osadzone są zaciski łączące co najmniej jeden moduł magazynowania energii z zaciskami układu przetwarzającego energię RF na DC oraz na płytce drukowanej PCB wykonane są styki, do których podłączona jest co najmniej jedna antena, przy czym na zewnętrznej powierzchni obudowy osadzony jest jeden z biegunów anteny, której masa osadzona jest wewnątrz obudowy i połączona jest z masą układu przetwarzającego energię RF na DC, przy czym anteny wyposażone są w styki doprowadzające sygnał na wejście dopasowania układu przetwarzającego energię RF na DC i jego masy, znamienne tym, że wewnątrz obudowy (1) jest wolna przestrzeń (9), która izoluje masę układu przetwarzającego energię RF na DC (6) oraz moduł magazynowania energii (2) od części obudowy (1) na powierzchni której znajduje się antena (3).
2. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że materiał dielektryczny jest tworzywem sztucznym wybranym z grupy silikon, teflon, ABS, PVC, PE, PS, PP i guma.
3. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowa (1) jest figurą przestrzenną o przekroju wybranym z grupy: obejmującej wielokąt i elipsa, korzystnie koło.
4. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej jedna ściana obudowy (1) jest pofałdowana w górnej części, korzystnie na całej jej wysokości.
5. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że antena (3) ma długość odpowiadają X/2n, gdzie λ jest długością fali elektromagnetycznej, a n - liczbą całkowitą.
6. Urządzenie, według zastrz. 6, znamienne tym, że antena (3) ma długości fraktalne odpowiadające ż./2n o ultra szerokim paśmie dopasowania anteny (3).
7. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że antena (3) wykonana jest z kompozycji zawierającej materiał przewodzący wybrany z grupy: srebra, miedź, aluminium, cyna, grafit, grafen, naniesionej na zewnętrzną powierzchnię obudowy (1) technologią druku.
8. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że antena (3) wykonana jest z kompozycji zawierającej materiał przewodzący wybrany z grupy: srebra, miedź, aluminium, cyna, grafit, grafen, naniesionej na podłoże dielektryczne w postaci naklejki samoprzylepnej przyklejonej na zewnętrzną powierzchnię obudowy (1).
9. Urządzenie, według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że kompozycja zawiera materiał przewodzący wybrany z grupy zawierającej stopy: srebra, miedzi, aluminium, cyny, grafitu, grafenu.
10. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowa (1) jest pofałdowana, na którą naniesione są upakowane ścieżki przewodzące stanowiące anteny (3) o zwiększonym zakresie częstotliwości odbieranych fal radiowych.
11. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że antena (3) wykonana jest w postaci meandra.
12. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że antena (3) wykonana jest w postaci linii falistej.
13. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że płyta drukowana z układem przetwarzającym energię RF na DC zawiera styki sprężynowe.
14. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że wolna przestrzeń (9) wewnątrz obudowy (1) jest rozmieszczona na całej długości obudowy (1).
15. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że wolna przestrzeń (9) wewnątrz obudowy (1) otacza moduł magazynowania energii (2) na całej jego długości.
16. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że wolna przestrzeń (9) wewnątrz obudowy (1) jest usytuowana nad i pod modułem magazynowania energii (2).
17. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że moduł magazynowania energii (2) zawiera co najmniej jeden akumulator i/lub co najmniej jeden superkondensator.
18. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że płytka drukowana PCB (5) i antena (3) są wykonane w technologii Rigid-Flex PCB, przy czym płytka drukowana PCB (5) jest wykonana w technologii Rigid PCB a antena (3) jest wykonana w technologii Flex PCB i połączona bezpośrednio z obwodem płytki drukowanej PCB (5), ponadto antena (3) jest przyklejona na zewnętrzną powierzchnię obudowy (1).
19. Urządzenie, według zastrz. 18, znamienne tym, że antena (3) wykonana w technologii Flex PCB ma postać naklejki samoprzylepnej.