RU133368U1 - ELECTRONIC BATTERY INDUCTION CHARGING DEVICE - Google Patents

ELECTRONIC BATTERY INDUCTION CHARGING DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU133368U1
RU133368U1 RU2013126817/07U RU2013126817U RU133368U1 RU 133368 U1 RU133368 U1 RU 133368U1 RU 2013126817/07 U RU2013126817/07 U RU 2013126817/07U RU 2013126817 U RU2013126817 U RU 2013126817U RU 133368 U1 RU133368 U1 RU 133368U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
node
port
battery
charging
nodes
Prior art date
Application number
RU2013126817/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Александрович Цуранов
Евгений Викторович Вдовин
Андрей Геннадьевич Глазов
Наталия Борисовна Ступакова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2013126817/07U priority Critical patent/RU133368U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU133368U1 publication Critical patent/RU133368U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам поддержания в рабочем состоянии вторичных элементов (аккумуляторов), и может быть использована в системах электропитания различных технические устройства и системы (ТУС) для заряда интегрированных в них аккумуляторных батарей (АКБ), преимущественно, для обеспечения беспроводной индукционной зарядки АКБ мобильных/портативных электронных устройств/приборов (ЭП), особенно, к которым предъявляются повышенные требования по надежности функционирования и простоте/удобству применения. Сущность полезной модели заключается в том, что в известное устройство, состоящее из зарядной платформы (ЗП), содержащей корпус, блок электропитания (БЭП), преобразователь тока/напряжения (ПТН), первичную катушку (ПК), датчик тока/напряжения (ДТН) и контроллер зарядной платформы (КЗП), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН и с первым портом узла ДТН, который своим вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП, который выполнен с возможностью подключения своим первым портом к электросети 220 В, и связанного с ней беспроводным способом (посредством индуктивной связи) портативного прибора (ПП), содержащего корпус, вторичную катушку (ВК), драйвер, выпрямитель/регулятор напряжения/тока (ВРНТ), контроллер заряда (КЗ), аккумуляторную батарею (АКБ) и индикатор, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла ВРНТ, со вторым портом узла ВРНТ и со вторым портом узла драйвера, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ, и выполненное с возможностью фиксации между собой корпусов ЗП и ПП с помощью встроенных в них постоянных магнитов (ПМ) и осуществления беспроводной индукционной зарядки узла АКБ по стандарту типа Qi, дополнительно в состав узла ЗП введены виброэлемент (ВЭ) и акустический излучатель (АИ), который своим входом соединен с третьим портом узла КЗП, который четвертым портом соединен с портом узла ВЭ, при этом, узел КЗП функционирует по программе обеспечивающей постоянный мониторинг процесса БПЭ и контроля режима зарядки узла АКБ с возможностью выявления аварийных ситуаций (АС), при которых текущая эффективность БПЭ снижается ниже допустимого значения и/или нарушается заданный режим заряда узла АКБ, устранения возникающих АС процедурой автоматического позиционирования (ПАП) узлов ПК и ВК, включающей создание с помощью узла ВЭ механических вибраций вызывающих снижение силы сцепления/трения между соединенными вместе корпусами ЗП и ПП и создают условия для перемещения друг относительно друга корпусов ЗП и ПП под действием силы постоянного магнитного поля магнитов, встроенных в эти корпуса, и активацию узла АИ, обеспечивающего излучение акустических/звуковых сигналов для привлечения внимания физических лиц о фактах возникновения АС, которые не могут быть устранены с помощью ПАП. Введенные существенные признаки обеспечивают расширение функциональных возможностей известного устройства, связанных с повышением эффективности контроля и управления процессом беспроводной передачи электроэнергии и автоматическим поддержанием требуемых/ заданных режимов зарядки аккумуляторной батареи. The utility model relates to electrical engineering, and more specifically, to devices for maintaining the working state of secondary elements (batteries), and can be used in power systems of various technical devices and systems (TUS) for charging integrated batteries (batteries) integrated into them, mainly for Providing wireless induction charging of batteries of mobile / portable electronic devices / devices (ES), especially, to which increased demands are placed on reliability of operation and simplicity / convenience USAGE. The essence of the utility model lies in the fact that in a known device consisting of a charging platform (ZP) containing a housing, a power supply unit (BEP), a current / voltage converter (PTN), a primary coil (PC), a current / voltage sensor (DTN) and a charging platform controller (KZP), which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the PTN node and to the first port of the DTN node, which is connected with its second port to the first port of the PC node, which is connected to the second port of the PTN node by the second port which is the third port of soy is dined with the second port of the BEP node, which is configured to connect its first port to a 220 V power supply network, and a portable device (PP) connected wirelessly (via inductive coupling), comprising a housing, a secondary coil (VK), a driver, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT), charge controller (short circuit), battery (battery) and an indicator that is connected with its input to the first port of the short circuit node, which is connected with its second to fourth ports, respectively, with the battery node and the first port of the node VRNT, s the second port of the VRNT node and with the second port of the driver node, which is connected to the second port of the VK node by the first port, which is connected to the third port of the VRNT node by the first port, and which is capable of fixing the ZP and PP cases together using permanent magnets built into them ( PM) and the implementation of wireless induction charging of the battery assembly according to the Qi type standard, in addition to the RF assembly, a vibration element (VE) and an acoustic emitter (AI) are introduced, which is connected via its input to the third port of the KZP node, which is the fourth port with it is single with the port of the VE node, while the KZP node functions according to the program providing constant monitoring of the WPT process and monitoring the charging mode of the battery node with the possibility of detecting emergency situations (AC) in which the current WPT efficiency decreases below the permissible value and / or the specified charge mode is violated the battery assembly, eliminating the arising AS by the automatic positioning procedure (PAP) of the PC and VK nodes, including the creation of mechanical vibrations using the VE assembly causing a decrease in adhesion / friction between the connected together with ZP and PP cases and create conditions for moving ZP and PP cases relative to each other under the influence of the constant magnetic field of the magnets built into these cases, and activation of the AI unit, which emits acoustic / sound signals to attract the attention of individuals about the occurrence of AS that cannot be eliminated with PAP. The introduced essential features provide the expansion of the functionality of the known device associated with increasing the efficiency of monitoring and controlling the process of wireless power transmission and automatic maintenance of the required / preset charging modes of the battery.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам поддержания в рабочем состоянии вторичных элементов (аккумуляторов), и может быть использована в системах электропитания различных технические устройства и системы (ТУС) для заряда интегрированных в них аккумуляторных батарей (АКБ), преимущественно, для обеспечения беспроводной индукционной зарядки АКБ мобильных/портативных электронных устройств/приборов, особенно, к которым предъявляются повышенные требования по надежности функционирования и простоте/удобству применения.The utility model relates to electrical engineering, and more specifically, to devices for maintaining the working state of secondary elements (batteries), and can be used in power systems of various technical devices and systems (TUS) for charging integrated batteries (batteries) integrated into them, mainly for providing wireless induction charging of batteries of mobile / portable electronic devices / devices, especially those with high demands on the reliability of operation and simplicity / convenience of enhenia.

Для обеспечения потребностей современного общества широко используются мобильные/портативные электронные устройства/приборы (ПЭП) типа носимых радиостанций, мобильных телефонов, медицинских приборов, разнообразных датчиков систем мониторинга/сбора данных и др, Как правило, ПЭП функционируют в автономном режиме с электропитанием от встроенных в них АКБ, восстановление работоспособности которых осуществляется с помощью зарядных устройств (ЗУ). При этом, наиболее распространена практика использования для зарядки АКБ, интегрированной в ПЭП, простейших зарядных устройств, которые проводным/контактным способом (с помощью разъемов и кабелей) подключаются к ПЭП. Практическое использование такой системы электропитания электронного прибора (СЭЭП) имеет низкую эффективность, с точки зрения обеспечения высокой надежности функционирования и простоты/удобства применения ПЭП. Это обусловлено действием факторов объективного и субъективного характера, которые могут вызывать отказы СЭЭП, приводящие к потере работоспособности, как АКБ, так и ПЭП. Низкая эффективность СЭЭП обусловлена низкой надежностью элементов проводного интерфейса (ЭПИ), посредством которого зарядное устройство подключается к ПЭП. Именно ЭПИ, которые реализуются на основе проводов и разъемов, подвержены интенсивному износу, так как весьма уязвимы к внешним воздействиям. Типовыми факторам, снижающими надежность ЭПИ, являются факторы окружающей среды типа типа пыли и влаги, вызывающие загрязнения/окисления/коррозию элементов ЭПИ, и механические нагрузки различного характера, из-за действия который могут возникать разрывы в проводниках кабеля/провода и деформации/разрушения конструкции разъемов, входящих в состав ЭПИ. В результате воздействия на ЭПИ факторов внешней среды, в том числе, не корректных действий физических лиц/пользователей ПЭП и ЗУ (например, небрежного обращения с ПЭП, ЗУ и ЭПИ), надежность СЭЭП может значительно снижаться. Следует также заметить, что в результате загрязнений/окисления/коррозии, возникающих на ЭПИ, может также происходить значительное увеличение сопротивления электрической цепи, по которой осуществляется зарядка АКБ. Как известно, типовыми неисправностями ЭПИ являются снижение качества контактов или возникновение разрыв в электрической зарядной цепи, что вызывает, соответственно, значительное увеличение длительности или полное прекращение зарядки АКБ. По этим причинам в СЭЭП могут возникать неисправности, приводящие к частичной или полной потере работоспособности, как самой АКБ, так и ПЭП в целом.To meet the needs of modern society, mobile / portable electronic devices / devices (PEPs) such as wearable radio stations, mobile phones, medical devices, various sensors of monitoring / data collection systems, etc. are widely used. As a rule, PEPs operate autonomously with power supply from built-in These are batteries, the recovery of which is carried out using chargers (chargers). At the same time, the most common practice is to use the simplest chargers that are connected to the probe using a wire / contact method (using connectors and cables) for charging a battery integrated into the probes. The practical use of such a power supply system of an electronic device (SEEP) has low efficiency in terms of ensuring high reliability of operation and simplicity / usability of the probe. This is due to the action of factors of an objective and subjective nature, which can cause SEEP failures, leading to a loss of performance of both the battery and the probe. The low efficiency of the SEEP is due to the low reliability of the elements of the wire interface (EPI), through which the charger is connected to the probe. It is the EPI that are implemented on the basis of wires and connectors that are subject to intense wear, as they are very vulnerable to external influences. Typical factors that reduce the reliability of EPI are environmental factors such as dust and moisture, which cause pollution / oxidation / corrosion of EPI elements, and mechanical loads of a different nature, due to the action of which ruptures can occur in cable / wire conductors and deformation / structural failure connectors included in the EPI. As a result of exposure to EPI environmental factors, including incorrect actions of individuals / users of PEP and memory (for example, careless handling of PEP, memory and EPI), the reliability of EPMS can be significantly reduced. It should also be noted that as a result of contamination / oxidation / corrosion that occurs on EPI, a significant increase in the resistance of the electrical circuit through which the battery is charged can also occur. As you know, typical EPI malfunctions are a decrease in the quality of contacts or the occurrence of a gap in the electric charging circuit, which causes, accordingly, a significant increase in the duration or complete cessation of battery charging. For these reasons, malfunctions in the SEEP can occur, leading to a partial or complete loss of performance of both the battery itself and the probe as a whole.

Как известно, многие из ПЭП используются в ответственных сферах деятельности людей, например, в службах экстренной помощи, подразделениях силовых структур (полиция, вооруженные силы государства и др.), где к ПЭП предъявляются повышенные требования по надежности и эффективности применения в сложных условиях и стрессовых (для пользователей ПЭП) ситуациях (СУСС). Очевидно, что при использовании системы «ПЭП+ЗУ» в СУСС, надежность такой СЭЭП, в которой используется ЗУ с проводным/контактным ЭПИ, существенно снижается, что обусловлено действием упомянутых факторов внешней среды, в том числе, факторов субъективного характера.As you know, many of the probes are used in critical areas of activity of people, for example, in emergency services, units of law enforcement agencies (police, state armed forces, etc.), where the probes are subject to increased requirements for reliability and efficiency of use in difficult conditions and stressful (for PEP users) situations (SUSS). It is obvious that when using the “PEP + memory” system in the SSS, the reliability of such a SEEP, in which the memory is used with a wire / contact EPI, is significantly reduced due to the action of the mentioned environmental factors, including subjective factors.

В процессе исследований установлено, что известные из техники СЭЭП имеют низкую надежность и не удобны в применении для восстановления работоспособности АКБ, обеспечивающей электропитанием ПЭП, что существенно влияет на эффективность применения ПЭП, особенно, при их эксплуатации в сложных условиях и/или в стрессовых (для пользователя ПЭП) ситуациях, поэтому, поиск новых, более совершенных технических решений в этой области, является актуальной задачей.In the process of research, it was found that SEEP known from the technology have low reliability and are not convenient for use to restore the battery to provide power to the probe, which significantly affects the efficiency of the probe, especially when they are used in difficult conditions and / or under stress (for user PEP) situations, therefore, the search for new, more advanced technical solutions in this area is an urgent task.

Исследования показали, что решение поставленной задачи, связанной с повышением эффективности эксплуатации ПЭП, в том числе, в СУСС, затруднено из-за наличия следующего противоречия. Так, с одной стороны, для того, чтобы выполнить зарядку АКБ, встроенной в ПЭП, и обеспечить его автономное функционирование, систему «ЗУ+ЭПИ» - использовать нужно. С другой стороны, использование системы типа «ЗУ+ЭПИ», существенно снижает эффективность применения ПЭП, особенно в СУСС, что обусловлено низкой надежностью СЭЭП, так как ЭПИ уязвимы к действию упомянутых внешних факторов внешней среды, поэтому систему «ЗУ+ЭПИ» - использовать не нужно. Очевидно, что без использования системы «ЗУ+ЭПИ», восстановление работоспособности АКБ, обеспечивающей автономное функционирование ПЭП, становится не возможным.Studies have shown that the solution of the problem associated with improving the efficiency of operation of the probe, including in the SSS, is difficult due to the following contradiction. So, on the one hand, in order to charge the battery built into the probe and ensure its autonomous functioning, the “ZU + EPI” system must be used. On the other hand, the use of a system of the type “ZU + EPI” significantly reduces the effectiveness of the application of PES, especially in the SSS, which is due to the low reliability of the SEEP, since the EPI are vulnerable to the action of the mentioned external environmental factors, therefore the system “ZU + EPI” is to be used not necessary. It is obvious that without the use of the “ZU + EPI” system, the restoration of the battery’s performance, which ensures the autonomous functioning of the probe, becomes impossible.

Исследования показали, что систему электропитания ПЭП можно представить в виде модели, содержащей следующие звенья: «АКБ - Интерфейс - ЗУ», где АКБ - аккумуляторная батарея, обеспечивающая автономное функционирование ПЭП, ЗУ - зарядное устройство, используемое для обслуживания/заряда АКБ, Интерфейс - способ и средства, используемые для соединения/подключения зарядного устройства к ПЭП при выполнении зарядки встроенной в него АКБ. Анализ предложенной модели СЭЭП показал, что наиболее «слабым/ключевым звеном», с точки зрения обеспечения надежности и простоты/удобства применения ПЭП, особенно, при его эксплуатации в СУСС, является звено «интерфейс», поэтому авторы исследования сосредоточили основное внимание на поиске технического решения, позволяющего «усилить» (повысить надежность и удобство применения) именно этого звена. Предполагается, что повышение надежности «ключевого звена» позволит повысить эффективность, как СЭЭП, так и ПЭП в целом.Studies have shown that the power supply to the probes can be presented in the form of a model containing the following links: "Battery - Interface - Charger", where the battery is a rechargeable battery that provides autonomous operation of the probe, the charger is the charger used to service / charge the battery, Interface - the method and means used to connect / connect the charger to the probe when charging the built-in battery. The analysis of the proposed SEEP model showed that the most “weak / key link”, from the point of view of ensuring reliability and simplicity / ease of use of the probe, is the “interface” link, so the authors of the study focused on the search for technical a solution that allows you to "strengthen" (increase the reliability and ease of use) of this particular link. It is assumed that increasing the reliability of the “key link” will increase the efficiency of both SEEP and PEP as a whole.

Информационным/патентным поиском установлено, что известные устройства/системы/технические решения, функционирующие с использованием автономных систем электропитания, которые соответствуют предложенной модели типа «АКБ - Интерфейс - ЗУ», имеют существенные недостатки, снижающие эффективность (надежность и удобство/простоту) их применения, особенно, в СУСС.An information / patent search found that known devices / systems / technical solutions that operate using autonomous power systems that correspond to the proposed model of the type "Battery - Interface - Storage" have significant drawbacks that reduce the effectiveness (reliability and convenience / simplicity) of their use , especially in the CSS.

Так, из техники [Л1] известна система электропитания мобильного телефона (далее - система), состоящая из мобильного телефона (МТ), содержащего индикатор, аккумуляторную батарею (АКБ), порт подключения внешних устройств (ППВУ) и контроллер заряда (КЗ), который своими первым, вторым и третьим портами соединен, соответственно, с узлом АКБ, с индикатором и с первым портом узла ППВУ, который выполнен в виде разъема, установленного на корпусе МТ, и обеспечивающего возможность механического и электрического подключения к МТ внешних устройств, и соединяемого (по мере необходимости заряда узла АКБ) с ним проводным/контактным способом зарядного устройства (ЗУ), содержащего последовательно соединенные проводной интерфейс (ПИ), стабилизатор напряжения/тока (СНТ), блок питания (БП) и сетевой кабель (СК). При этом, система выполнена с возможностью проводного/контактного подключения узла ЗУ к узлу МТ для осуществления процедуры заряда узла АКБ. Кроме того, узел ПИ выполнен в виде кабеля со штекером с возможностью подключения ко второму порту узла ППВУ, узел ЗУ выполнен в виде сетевого адаптера, обеспечивающего формирование и подачу на узел МТ напряжения, необходимого для заряда узла АКБ.So, from the technology [L1] the power supply system of a mobile phone (hereinafter referred to as the system) is known, consisting of a mobile phone (MT) containing an indicator, a rechargeable battery (battery), a port for connecting external devices (ППВУ) and a charge controller (KZ), which its first, second and third ports are connected, respectively, with the battery assembly, with an indicator and with the first port of the PPVU node, which is made in the form of a connector mounted on the MT case, and providing the possibility of mechanical and electrical connection of external devices to the MT, and chargeable (as necessary, charge the battery assembly) with it by a wire / contact method of a charging device (charger) containing a wired interface (PI) in series, a voltage / current stabilizer (SNT), a power supply unit (PSU) and a network cable (SK). At the same time, the system is made with the possibility of wired / contact connection of the memory unit to the MT node to carry out the charging procedure of the battery node. In addition, the PI node is made in the form of a cable with a plug with the ability to connect to the second port of the PPVU node, the memory node is made in the form of a network adapter that provides the formation and supply to the MT node of the voltage necessary to charge the battery node.

Устройство функционирует следующим образом. Узел МТ получает электропитание от АКБ. Для заряда узла АКБ используется узел ЗУ, который по мере необходимости (для зарядки узла АКБ) подключается к узлу МТ. Узел ЗУ представляет собой типовой сетевой адаптер/зарядное устройство, подключение которого к МТ осуществляется с помощью проводного/контактного соединения с использованием узлов ППВУ и ПИ. При этом, узлы ППВУ и ПИ выполнены, соответственно, в виде многоштырькового разъема, установленного на корпусе узла МТ, и в виде кабеля со штекером. Узлы ППВУ и ПИ выполнены с возможностью механического сочленения и электрического подключения цепей, обеспечивающих коммутацию/подачу от узла ЗУ к узлу МТ напряжения, необходимого для осуществления заряда узла АКБ. В исходном состоянии степень заряда узла АКБ отображается с помощью индикатора. Например, после разряда АКБ, цвет свечения индикатора изменяется с зеленого на красный. В этом случае, возникает необходимость выполнить заряд узла АКБ. Для этого пользователь системы подключает (механически и электрически соединяет) между собой узлы ПИ и ППВУ и подключает узел СК к сетевой розетке (220 В, 50 Гц). Напряжение с выхода узла ЗУ поступает через узлы ПИ и ППВУ на узел АКБ и, под управлением узла КЗ, осуществляется зарядка узла АКБ. Режим заряда узла АКБ определяется алгоритмами, установленными в узле КЗ. Например, если узел состоит из литий-полимерных аккумуляторов, то их заряд осуществляется типовым способом, известным из [Л2]. После того как узел АКБ заряжен, цвет свечения индикатора изменяется с красного на зеленый. После этого оператор/пользователь системы может отключить узел ЗУ от узла МТ путем физического отсоединения узла ПИ от узла ППВУ.The device operates as follows. The MT node receives power from the battery. To charge the battery node, the memory node is used, which, as necessary (for charging the battery node) is connected to the MT node. The memory unit is a typical network adapter / charger, which is connected to the MT using a wired / contact connection using the PPVU and PI nodes. At the same time, the PPVU and PI nodes are made, respectively, in the form of a multi-pin connector mounted on the body of the MT unit, and in the form of a cable with a plug. The PPVU and PI nodes are made with the possibility of mechanical articulation and electrical connection of circuits providing switching / supply from the memory node to the MT node of the voltage necessary to charge the battery assembly. In the initial state, the degree of charge of the battery assembly is displayed using the indicator. For example, after a battery is discharged, the color of the indicator light changes from green to red. In this case, it becomes necessary to charge the battery assembly. To do this, the user of the system connects (mechanically and electrically connects) the PI and PPVU nodes and connects the SK node to a power outlet (220 V, 50 Hz). The voltage from the output of the charger unit is supplied through the PI and PPVU nodes to the battery node and, under the control of the short circuit node, the battery node is charged. The charge mode of the battery node is determined by the algorithms installed in the short circuit node. For example, if the unit consists of lithium-polymer batteries, then their charge is carried out by a standard method known from [L2]. After the battery node is charged, the color of the indicator light changes from red to green. After that, the operator / user of the system can disconnect the memory node from the MT node by physically disconnecting the PI node from the PPVU node.

Данная система имеет низкую надежность и не удобна в использовании, что обусловлено следующими причинами. Так, использование узлов ППВУ и ПИ, которые выполнены в виде типовых разъемов, обеспечивающих коммутацию электрических цепей, используемых для заряда узла АКБ, существенным образом снижает надежность функционирования системы и удобства ее применения. Это, в свою очередь, вызвано тем, что любое механическое сочленение, используемое для соединения/коммутации электрических цепей, подвержено износу/разрушению, в том числе, из-з действия процессов трения/истирания, возникающих при механическом сочленении разъемов, их коррозии, а также из-за небрежного обращения с этими узлами (ППВУ и ПИ) его пользователями/физическими лицами в процессе эксплуатации системы (при выполнении процедур заряда узла АКБ). Также, узлы ППВУ и ПИ уязвимы к воздействию механических нагрузок (вибраций, ударов, чрезмерных нажимов, перегибов/перекосов, растяжений и т.п.) и к воздействию различных факторов внешней среды (повышенный уровень влажности, запыленности и др.), в результате действия которых ускоряются процессы износа и выхода из строя узлов ППВУ и ПИ, что служит источником непредвиденных/преждевременных отказов в работе, как СЭЭП, так и ПЭП, особенно в СУСС.This system has low reliability and is not convenient to use, due to the following reasons. So, the use of nodes ППВУ and ПИ, which are made in the form of standard connectors, providing switching of electric circuits used to charge the battery assembly, significantly reduces the reliability of the system and its ease of use. This, in turn, is due to the fact that any mechanical joint used to connect / commute electrical circuits is subject to wear / damage, including due to the action of friction / abrasion processes that occur during mechanical jointing of connectors, their corrosion, and also due to the careless handling of these nodes (ППВУ and ПИ) by its users / individuals during the operation of the system (when performing battery charging procedures). Also, PPVU and PI nodes are vulnerable to mechanical stresses (vibrations, shock, excessive pressure, kinks / distortions, stretching, etc.) and to the effects of various environmental factors (increased humidity, dust, etc.), as a result whose actions accelerate the processes of wear and failure of the PPVU and PI nodes, which serves as a source of unforeseen / premature failures in both SEEP and PEP, especially in the SSS.

Из техники [Л3] известна система электропитания портативной радиостанции (далее - система), состоящая из радиостанции (РС), содержащей аккумуляторную батарею (АКБ), индикатор, порт подключения внешних устройств (ППВУ) и контроллер заряда (КЗ), который своими с первого по третий портами соединен, соответственно, с узлом АКБ, с узлом индикатора и с узлом ППВУ, и соединенной с ней посредством проводной/контактной связи зарядного устройства (ЗУ), содержащего последовательно соединенные проводной интерфейс (ПИ), стабилизатор напряжения/тока (СНТ), сетевой блок питания (БП) и сетевой кабель (СК). При этом, узел ЗУ выполнен в виде сетевого адаптера, обеспечивающего формирование и подачу на узел ПИ напряжения, необходимого для заряда узла АКБ, узел ПИ выполнен в виде кабеля со штекером, обеспечивающим возможность подключения ЗУ ко второму порту узла ППВУ для осуществления процедуры заряда узла АКБ.The power system of a portable radio station (hereinafter referred to as the system), consisting of a radio station (PC) containing a storage battery (battery), an indicator, an external device connection port (ППВУ) and a charge controller (KZ), which is own from the first through the third ports it is connected, respectively, with the battery assembly, with the indicator assembly and with the PPVU assembly, and connected to it via the wire / contact connection of the charging device (charger), which contains the wire interface (PI) connected in series, a voltage / current stabilizer (SNT) , from tevoy power supply unit (PSU) and the power cable (SK). At the same time, the memory node is made in the form of a network adapter, which provides the formation and supply to the PI node of the voltage necessary to charge the battery node, the PI node is made in the form of a cable with a plug, which allows the memory to be connected to the second port of the ППВУ node for the battery node charging procedure .

Функционирование данной системы осуществляется аналогично предыдущему устройству. Отличия могут быть только в используемом алгоритме заряда узла АКБ, реализуемом узлом КЗ.The functioning of this system is carried out similarly to the previous device. Differences can only be in the used battery charge algorithm, implemented by the short circuit node.

Данная система частично устраняет недостатки предыдущей системы, что достигается за счет того, что узел РС разработан и изготовлен для эксплуатации в сложных условиях. Корпус РС изготовлен с применением прочных/износостойких конструктивных элементов (литое алюминиевое шасси) и имеет брызгозащищенное исполнение. Внешние разъемы, в том числе узел ППВУ, герметизированы резиновыми уплотнителями и усилены болтовыми соединениями. Это обеспечивает повышенную устойчивость узлов ППВУ и ПИ к воздействию внешних факторов среды, в том числе, механических нагрузок, пыли и влаги. Поэтому, звено «интерфейс» данной системы имеет более высокую надежность.This system partially eliminates the disadvantages of the previous system, which is achieved due to the fact that the PC node is designed and manufactured for operation in difficult conditions. The PC case is made using durable / wear-resistant structural elements (cast aluminum chassis) and is splash-proof. External connectors, including the PPVU assembly, are sealed with rubber seals and reinforced with bolted joints. This provides increased stability of PPVU and PI nodes to the effects of external environmental factors, including mechanical loads, dust and moisture. Therefore, the “interface” link of this system has higher reliability.

Данная система имеет недостатки, аналогичные предыдущей системе. Это обусловлено тем, что звено «интерфейс» организовано с использованием конструктивных элементов (разъемов, кабелей), которые имеет низкую надежность, поскольку уязвимы к воздействиям факторов внешней среды. Узлы ППВУ и ПИ, особенно, в СУСС, подвержены, интенсивному износу, разрушению под действием механических нагрузок, пыли, влаги и других факторов внешней среды. Наличие проводных соединений, устанавливаемых при осуществлении процедур заряда узла АКБ, весьма неудобны в применении, особенно, в СУСС.This system has disadvantages similar to the previous system. This is due to the fact that the “interface” link is organized using structural elements (connectors, cables), which have low reliability, as they are vulnerable to environmental factors. Units PPVU and PI, especially in SUSS, are subject to intense wear and tear, destruction under the influence of mechanical loads, dust, moisture and other environmental factors. The presence of wire connections established during the implementation of the procedures for charging the battery assembly is very inconvenient in use, especially in the SSS.

В процессе исследований рассмотрена возможность повышения эффективности упомянутого звена «интерфейс» за счет его реализации на основе технологии беспроводной передачи электроэнергии (БПЭ) для использования ее в целях зарядки АКБ, встроенной в ПЭП. Эта идея основана на том, что исключение из «интерфейса» громоздких и неудобных в использовании элементов (узлов ППВУ и ПИ), которые подвержены влиянию факторов внешней среды (интенсивному износу, разрушению под действием механических нагрузок, пыли, влаги и др.), а также затрудняющих обслуживание/зарядку узла АКБ, позволяет значительно повысить эффективность, как СЭЭП, так и ПЭП, особенно в СУСС.In the process of research, it was considered the possibility of increasing the efficiency of the mentioned “interface” link due to its implementation on the basis of wireless power transmission technology (BPE) for use in order to charge the battery built into the probe. This idea is based on the fact that the exclusion from the “interface” of bulky and inconvenient to use elements (PPVU and PI nodes) that are influenced by environmental factors (intense wear and tear, destruction by mechanical stress, dust, moisture, etc.), and also complicating the maintenance / charging of the battery assembly, it can significantly increase the efficiency of both SEEP and PEP, especially in SUSS.

Из техники [Л4, Л5] известны способы БЭП, среди которых наибольшее распространение/использование в системах электропитания, обеспечивающих восстановление работоспособности АКБ портативных устройств, получила беспроводная индукционная зарядка (БИЗ), основанная на использовании эффекта электромагнитной индукции. Для реализации БЭП индукционным способом используются индуктивно связанные катушки, расположенные в передающей и приемной цепях. БЭП осуществляется путем создания в передающей катушке переменного тока, который образует в локальном пространстве, в котором должна быть размещена и приемная катушка, электромагнитное поле (ЭПМ). Под действием ЭПМ в приемной цепи создается напряжение, которое может использоваться для зарядки АКБ, встроенной в ПЭП. Отмечается, что технология БЭП, используемая для индукционной зарядки АКБ портативных/мобильных приборов/устройств/систем обладает рядом достоинств, в том числе, удобством применения, поскольку пользователи ПЭП для выполнения зарядки АКБ просто кладут это ПЭП на корпус/зарядную платформу ЗУ, универсальностью, поскольку пользователи могут осуществлять зарядку любых моделей ПЭП от стандартного беспроводного зарядного устройства, практичностью, поскольку ИЗУ позволяет выполнять одновременную зарядку нескольких ПЭП, а также высокой надежностью, поскольку при обслуживании АКБ отсутствуют проводные соединения между ЗУ и ПЭП и его конструкция может быть выполнена с достаточной надежностью (например, более надежно герметизирована) и приспособлена для использования в СУСС.The BEP methods are known from the technology [L4, L5], among which the most widely used / used in portable power systems that restore battery life of portable devices was wireless induction charging (BIZ) based on the use of electromagnetic induction. For the implementation of BEP inductively used inductively coupled coils located in the transmitting and receiving circuits. BEP is carried out by creating an alternating current in the transmitting coil, which forms in the local space in which the receiving coil should be placed an electromagnetic field (EPM). Under the action of an EPM, a voltage is created in the receiving circuit, which can be used to charge the battery built into the probe. It is noted that the BEP technology used for induction charging of batteries of portable / mobile devices / devices / systems has several advantages, including ease of use, since users of the probes to perform battery charging simply put this probes on the case / charging platform of the charger, universality, since users can charge any model of probes from a standard wireless charger, practicality, since the IZU allows you to simultaneously charge multiple probes, as well as high due to the fact that during battery maintenance there are no wired connections between the charger and the probe and its design can be made with sufficient reliability (for example, more reliably sealed) and adapted for use in the SSS.

Из техники [Л6] известен стандарт для беспроводной индукционной передачи энергии Qi, регламентирующий работу передатчика, располагаемого на зарядной платформе (ЗП), и совместимого с ним приемника, который может быть интегрирован в состав ПЭП для осуществления зарядки встроенной в него АКБ. Согласно стандарту Qi, для БЭП используется электромагнитная индукция между двумя плоскими катушками. Одна из них интегрируется в зарядную платформу (ЗП) и подключается к источнику энергии, а вторая - является приемной и устанавливается внутри ПЭП для зарядки встроенной в него АКБ.A standard for wireless induction energy transfer Qi is known from the technology [L6], which regulates the operation of a transmitter located on a charging platform (ZP) and a receiver compatible with it, which can be integrated into the probe to charge the built-in battery. According to the Qi standard, an electromagnetic induction between two flat coils is used for the BEP. One of them is integrated into the charging platform (ZP) and connected to the energy source, and the second is the receiving one and is installed inside the probe to charge the built-in battery.

По мнению авторов, реализация звена «интерфейс» в предложенной модели СЭЭП на основе технологии БПЭ типа Qi, является весьма привлекательной и заслуживает более подробного исследования, поскольку появляется возможность исключить в звене «интерфейс» модели СЭЭП элементы с низкой надежностью, которые подвержены интенсивному износу, разрушению под действием механических нагрузок, пыли, влаги и других факторов внешней среды и, тем самым, обеспечить решение поставленной задачи, связанной с повышением, как надежности системы электропитания ПЭП, так и простоты/удобства его применения, особенно, в сложных условиях/стрессовых ситуациях. При этом, отсутствие в корпусе ПЭП разъемов, через которые подается электропитание от внешнего ЗУ, позволяет более надежно защитить узел АКБ и ПЭП от воздействия внешних факторов типа пыли и влаги, а возможность зарядки АКБ, встроенной в ПЭП, без использования проводов/кабелей и разъемов значительно упрощает процесс облуживания АКБ, используемой для электропитания ПЭП.According to the authors, the implementation of the “interface” link in the proposed SEEP model based on Qi-type WPT technology is very attractive and deserves a more detailed study, since it becomes possible to exclude elements with low reliability that are subject to intensive wear in the “interface” link of the SEEP model destruction under the influence of mechanical loads, dust, moisture and other environmental factors and, thereby, provide a solution to the problem associated with improving the reliability of the power supply system PEP, as well as simplicity / convenience of its use, especially in difficult conditions / stressful situations. At the same time, the absence of connectors in the case of the probe, through which power is supplied from the external charger, allows more reliable protection of the battery and probe assembly from external factors such as dust and moisture, and the possibility of charging the battery built into the probe without using wires / cables and connectors greatly simplifies the process of tinning the battery used to power the probe.

Из техники [Л7] известно устройство беспроводной передачи электроэнергии (далее - устройство), состоящее из зарядной платформы (ЗП), содержащей контроллер, индикатор, датчик присутствия электронного прибора (ДПЭП), передающую катушку (ПК) и контактную поверхность (КП), которая конструктивно (физически) соединена с узлом ПК, который своим портом соединен с первым портом узла контроллера, который своими вторым и третьим портами соединен, соответственно, со входом индикатора и выходом узла ДПЭП, при этом, узел ПК интегрирован (на физическом уровне) в узел КП, как часть резонансного контура, и выполнен с возможностью генерации комплексного переменного магнитного поля в локальной зоне, охватывающей габариты узла КП, и соединенного с ней посредством беспроводной (индуктивной) связи электронного прибора (ЭП), содержащего последовательно соединенные аккумуляторную батарею (АКБ) и приемник электромагнитной энергии (ПЭЭ), выполненный с возможностью приема от узла ЗП электромагнитной энергии и использования ее для заряда узла АКБ.From the technology [L7], a wireless power transmission device (hereinafter referred to as a device) is known, consisting of a charging platform (ZP) containing a controller, indicator, electronic device presence sensor (DTEC), a transmitting coil (PC) and a contact surface (KP), which it is structurally (physically) connected to a PC node, which is connected by its port to the first port of the controller node, which is connected with its second and third ports, respectively, to the indicator input and the output of the DPEP node, while the PC node is integrated (on the physical level f) to the KP assembly, as part of the resonant circuit, and is configured to generate a complex alternating magnetic field in the local area, covering the dimensions of the KP assembly, and connected to it via wireless (inductive) communication of an electronic device (EP) containing a battery connected in series (Battery) and a receiver of electromagnetic energy (PEE), configured to receive electromagnetic energy from the RF node and use it to charge the battery node.

Данное устройство функционирует следующим образом. После подключения ЗП к источнику мощности, например, электросети 220 В, контроллером начинается обработка сигналов, поступающих от узла ДПЭП. Когда на контактной поверхности ЗП установлен ЭП, то его присутствие фиксируется узлом ДПЭП и этот узел посылает контроллеру сигнал, после поступления которого, контроллер активирует процесс БПЭ. Узел ПК интегрирован в контактную поверхность, как часть резонансного контура, и обеспечивает генерацию комплексного переменного магнитного поля, которое поступает к узлу ПЭЭ, где преобразуется и используется для заряда АКБ, которая обеспечивает электропитанием ЭП. Наличие процесса БПЭ отображается с помощью свечения индикатора. При завершении БПЭ индикатор выключается. Контактная поверхность, предназначенная для размещения на ней корпуса ЭП, содержит элемент типа выступов/углублений, используемых для позиционирования ЭП на ЗП, что необходимо для осуществления БПЭ с достаточной эффективностью.This device operates as follows. After connecting the RF to a power source, for example, a 220 V power supply network, the controller starts processing signals from the DPEC node. When an EF is installed on the contact surface of the RF, its presence is fixed by the DPEC node and this node sends a signal to the controller, after which the controller activates the WPT process. The PC node is integrated into the contact surface, as part of the resonant circuit, and provides the generation of a complex variable magnetic field, which goes to the PEE node, where it is converted and used to charge the battery, which provides electric power to the electric field. The presence of the WPT process is displayed using the indicator light. When the WPT is completed, the indicator turns off. The contact surface, designed to accommodate the EP housing on it, contains an element of the type of protrusions / recesses used to position the EP on the RF, which is necessary for the implementation of WPT with sufficient efficiency.

Данное техническое решение (ТР) обеспечивает осуществление беспроводной передачи электрической энергии, которая может быть использована для зарядки аккумуляторной батареи электронного прибора. Это ТР ориентировано на осуществление беспроводной индукционной зарядки АКБ портативной радиоэлектронной аппаратуры, которая должна быть для этого установлена на контактной поверхности и содержать необходимые приемные цепи, обеспечивающие процесс БПЭ. При этом, процедура зарядки АКБ может быть организован в соответствии с типовыми алгоритмами. К достоинствам данного ТР относится то, что оно позволяет реализовать зарядку АКБ без использования таких конструктивных элементов как узлы ППВУ и ПП (выполненные в предыдущей системе с использованием разъемов и кабеля), которые подвержены интенсивному износу, разрушению под действием механических нагрузок, пыли, влаги и других факторов внешней среды. Возможность беспроводной зарядки узла АКБ (без использования проводного/контактного соединения ПЦ и ВЦ) позволяет значительно повысить надежность и удобство применения такого типа системы электропитания. Также, к достоинствам данного ТР следует отнести автоматическую активацию передающей части, работа которой включается датчиком детекции наличия ЭП на КП, а также возможностью позиционирования и фиксации ЭП на узле КП с помощью выступов/углублений в контактной поверхности, что обеспечивает создание оптимальных условий БПЭ.This technical solution (TP) provides for the implementation of wireless transmission of electrical energy, which can be used to charge the battery of an electronic device. This TR is focused on the implementation of wireless induction charging of batteries of portable electronic equipment, which must be installed for this purpose on the contact surface and contain the necessary receiving circuits providing the WPT process. At the same time, the battery charging procedure can be organized in accordance with standard algorithms. The advantages of this TR include the fact that it allows you to charge the battery without the use of structural elements such as PPVU and PP nodes (made in the previous system using connectors and cable), which are subject to intense wear, destruction under the influence of mechanical loads, dust, moisture and other environmental factors. The ability to wirelessly charge the battery pack (without using a wired / contact connection between the PC and the PC) can significantly improve the reliability and usability of this type of power system. Also, the advantages of this TR should include automatic activation of the transmitting part, the operation of which is switched on by a sensor for detecting the presence of EP on the gearbox, as well as the ability to position and fix the EP on the gearbox node using protrusions / recesses in the contact surface, which ensures the creation of optimal WPT conditions.

Недостатком данного ТР является низкая эффективность, с точки зрения надежности контроля и управления процессами БПЭ и режимами зарядки АКБ, а также отсутствием признаков и свойств, обеспечивающих возможность восстановления БИЗ узла АКБ без участия физических лиц. Например, при незначительном нарушении позиционирования узлов КП и ПЭЭ под действием внешних физических воздействий или при нарушениях в позиционировании узлов, когда передающая и приемная катушки удаляются друг от друга, эффективность (КПД) БПЭ может существенно снижаться. При этом, в данном ТР компенсация влияния этих воздействий с возможностью автоматического, без участия физических лиц, достижения необходимого уровня эффективности БПЭ для поддержки заданного режима зарядки АКБ и/или оповещение физических лиц о факте возникновения аварийных ситуаций - не обеспечивается. Также в данном ТР отсутствует канал управления процессом БПЭ в зависимости от состояния узла АКБ. На практике это означает, что БЭП и зарядка узла может продолжаться до тех пор, пока узел ЭП установлен на контактной поверхности ЗП, что может вызвать перезаряд узла АКБ и нарушение его работоспособности.The disadvantage of this TR is its low efficiency, in terms of the reliability of control and management of WPT processes and battery charging modes, as well as the lack of signs and properties that make it possible to restore a BIZ of a battery node without the participation of individuals. For example, with a slight violation of the positioning of the KP and PEE nodes under the influence of external physical influences or with violations in the positioning of the nodes, when the transmitting and receiving coils are removed from each other, the WPT efficiency (efficiency) can significantly decrease. At the same time, in this TR, compensation for the impact of these influences with the possibility of automatically, without the participation of individuals, achieving the necessary level of WPT efficiency to support the specified battery charging mode and / or notifying individuals about the occurrence of emergency situations is not provided. Also in this TR there is no channel for controlling the WPT process, depending on the state of the battery assembly. In practice, this means that the BEP and the charging of the assembly can continue as long as the ES assembly is installed on the contact surface of the RF, which can cause a recharge of the battery assembly and impair its operability.

Из техники [Л8], известна система индуктивной зарядки аккумулятора (далее - система) состоящая из первичной цепи (ПЦ), включающей в себя источник мощности (ИМ), первичную катушку (ПК), детектор обратной связи (ДОС) и контроллер первичной цепи (КПЦ), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ИМ и с первым портом узла ДОС, который вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ИМ, и связанной с ней беспроводным способом (посредством индуктивной связи - ИС), вторичной цепи (ВЦ), включающей в себя вторичную катушку (ВК), цепь обратной связи (ЦОС), аккумуляторную батарею (АКБ) и контроллер заряда (КЗ), который своими первым, вторым и третьим портами соединен, соответственно, с узлом АКБ, с первым портом узла ВК и с первым портом узла ЦОС, который вторым портом соединен со вторым портом узла ВК. При этом, узел ЦОС выполнен с возможностью формирования и передачи сигнала обратной связи к первичной цепи через индуктивную связь между ПК и ВК, узел КПЦ выполнен с возможностью управления уровнем мощности подаваемой от узла ИМ на узел ПК, в соответствии с уровнем сигналов, принимаемых от узла ЦОС по цепи обратной связи через индуктивную связь между узлами ПК и ВК, узел КЗ выполнен с возможностью реализации необходимого алгоритма заряда узла АКБ, обнаружения режимов перенапряжения/избыточного тока в цепи заряда АКБ и формирования сигналов управления узлом ЦОС, используемых для управления процессом беспроводной передачи электрической энергии (увеличения или снижения мощности передаваемой электроэнергии).From technology [L8], a known system of inductive charging of a battery (hereinafter referred to as the system) consisting of a primary circuit (PC) including a power source (MI), a primary coil (PC), a feedback detector (DOS) and a primary circuit controller ( KPC), which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the MI node and to the first port of the DOS node, which is connected by the second port to the first port of the PC node, which is connected by the second port to the second port of the MI node, and the associated wireless way (through inductive coupling - AND ), a secondary circuit (CC), including a secondary coil (VK), a feedback circuit (DSP), a battery (battery) and a charge controller (KZ), which is connected, respectively, with its first, second and third ports to the node Battery with the first port of the VC node and the first port of the DSP node, which is connected to the second port of the VC node by the second port. At the same time, the DSP node is configured to generate and transmit a feedback signal to the primary circuit through inductive coupling between the PC and the VC, the KPC node is configured to control the power level supplied from the IM node to the PC node, in accordance with the level of signals received from the node DSP through the feedback circuit through inductive coupling between the PC and VK nodes, the KZ node is configured to implement the necessary algorithm for charging the battery node, detecting overvoltage / excess current modes in the battery charge circuit and generating a signal the control unit DSP used for controlling the wireless power transmission process (increase or decrease transmit power of electricity).

Система функционирует следующим образом. Для выполнения процедуры зарядки узла АКБ сначала осуществляется подключении узла ПЦ к питающей электросети (220 В). В простейшем случае узел ПЦ может быть реализован в виде типового сетевого блока/адаптера электропитания. От узла ИМ на узел ПК поступает переменное напряжение, мощность излучения которого управляется узлом КПЦ. Поскольку первичная и вторичная катушки системы индуктивно взаимосвязаны, то во вторичной цепи образуется входное напряжение, создаваемое за счет электромагнитной индукции, которое используется для заряда узла АКБ. При этом, узлом КЗ осуществляется контроль перенапряжения или избыточного тока, создаваемых на узле АКБ в процессе его заряда. Обнаружение этих состояний осуществляется с помощью узла КЗ, реализующего функции детектора перенапряжения и датчика избыточного тока. Для устранения действия на узел АКБ «стрессовых состояний» (перенапряжения и перезаряда), узлом КЗ подается на узел ЦОС управляющий сигнал, по которому узлом ЦОС через узлы ВК и ПК передается сигнал обратной связи, который обнаруживается узлом ДОС. Выходные сигналы узла ДОС поступают на узел КПЦ, где осуществляется оценка их уровня. После этого, узлом КПЦ формируется сигнал управления узлом ИМ, что приводит к изменению уровня мощности, излучаемой узлом ПК. Таким образом, в процессе выполнения процедуры заряда узла АКБ, узлами КПЦ и ЦОС осуществляется формирование сигнала обратной связи, который передается во вторичную цепь посредством индуктивной связи, установленной между узлами ВК и ПК. Это позволяет управлять количеством передаваемой энергии, используемой для заряда узла АКБ. Следует заметить, что узел ПК выполнен как часть колебательного контура и управление уровнем мощности, излучаемой ПЦ, осуществляется путем изменения частоты сигнала, подаваемого на ПК. Так, для повышения напряжения, создаваемого во вторичной цепи, уровень сигналов, предаваемых по цепи обратной связи, увеличивается, что вызывает сдвиг частоты сигнала, подаваемого на первичную катушку, ближе к резонансной частоте колебательного контура (частью которого является узел ПК). Для снижения мощности излучения узла ПЦ, частота сигналов, подаваемых на первичную катушку, сдвигается в сторону от резонансной частоты колебательного контура (частью которого является узел ПК). Таким образом, сигналы, поступающие по цепи обратной связи, используются для управления мощностью ЭМП, излучаемого ПЦ. По мере завершения заряда узла АКБ, сигналы в цепи обратной связи формируются таким образом, что частота сигнала, подводимого к ПК, отводится все дальше и дальше от резонанса до тех пор, пока не перестанет поступать сигнал обратной связи, что приводит, практически, к выключению процесса беспроводной передачи электрической энергии (входное напряжение на ВЦ стремится к нулю).The system operates as follows. To perform the charging procedure for the battery node, the PC node is first connected to the supply network (220 V). In the simplest case, the PC node can be implemented as a typical network unit / power adapter. An alternating voltage is supplied from the IM node to the PC node, the radiation power of which is controlled by the KPTs node. Since the primary and secondary coils of the system are inductively interconnected, an input voltage is generated in the secondary circuit due to electromagnetic induction, which is used to charge the battery assembly. At the same time, the short-circuit node monitors the overvoltage or excess current created on the battery node in the process of its charge. The detection of these states is carried out using a short circuit node that implements the functions of an overvoltage detector and an excess current sensor. To eliminate the effect of “stressful states” (overvoltage and overcharging) on the battery node, the control unit sends a control signal to the DSP node through which the DSP node sends a feedback signal through the VC and PC nodes, which is detected by the DOS node. The output signals of the DOS node are sent to the KPC node, where their level is estimated. After that, the control unit of the IM node is formed by the KPC node, which leads to a change in the power level emitted by the PC node. Thus, in the process of performing the charge procedure for the battery assembly, the KPC and DSP nodes, a feedback signal is generated, which is transmitted to the secondary circuit by means of inductive coupling established between the VK and PC nodes. This allows you to control the amount of transmitted energy used to charge the battery assembly. It should be noted that the PC node is made as part of the oscillatory circuit and the power level emitted by the PC is controlled by changing the frequency of the signal supplied to the PC. So, to increase the voltage generated in the secondary circuit, the level of signals transmitted through the feedback circuit is increased, which causes a shift in the frequency of the signal supplied to the primary coil, closer to the resonant frequency of the oscillating circuit (of which the PC unit is a part). To reduce the radiation power of the PC node, the frequency of the signals supplied to the primary coil is shifted away from the resonant frequency of the oscillatory circuit (of which the PC node is a part). Thus, the signals received through the feedback circuit are used to control the power of the electromagnetic field emitted by the PC. As the battery node charge is completed, the signals in the feedback circuit are formed in such a way that the frequency of the signal supplied to the PC is diverted farther and farther from the resonance until the feedback signal ceases to be received, which practically leads to a shutdown the process of wireless transmission of electrical energy (input voltage at the CC tends to zero).

Данное техническое решение (ТР) частично устраняет недостатки предыдущего ТР, что обеспечивается более эффективным контролем процесса БПЭ и зарядки узла АКБ, что достигается за счет использования цепи обратной связи, обеспечивающей большую гибкость реагирования системы, как на состояние канала БПЭ, так и на состояние/режим зарядки узла АКБ.This technical solution (TR) partially eliminates the drawbacks of the previous TR, which is ensured by more efficient control of the WPT process and battery charging, which is achieved through the use of a feedback circuit that provides greater flexibility in the response of the system to both the state of the WPT channel and the state / battery charging mode.

Данная система имеет недостатки, аналогичные предыдущему ТР. Кроме того, звено «интерфейса», обеспечивающее беспроводную передачу электроэнергии при осуществлении зарядки узла АКБ, может функционировать неустойчиво/с отказами, возникающими в результате воздействии факторов внешней среды, например, нарушений точного взаимного позиционирования узлов ПК и ВК, возникновения загрязнений корпусов узлов ПЦ/ВЦ, вызывающих ослабления процесса БПЭ, влияния на процесс беспроводной передачи электроэнергии посторонних предметов, которые могут вызывать образование помех в цепи обратной связи и нарушать режим заряда узла АКБ. Также, система уязвима к факторам, носящим субъективных характер, например, из-за действий (небрежности в использовании) пользователей системы, которые могут нарушать требуемые рекомендации по обслуживанию системы, в том числе, по взаимному размещению узлов ПЦ и ВЦ. Нарушения в позиционировании узлов ПК и ВК могут создавать аварийные ситуации (АС), то есть такие состояния системы, при которых эффективности БПЭ существенно снижается и режим зарядки узла АКБ - нарушается (длительность зарядки АКБ увеличивается или прекращается). В данной системе возможность фиксации/автоматического устранения АС, а также оповещение физических лиц о факте возникновения АС - не обеспечивается. Поскольку нарушения по взаимному размещению узлов ПЦ и ВЦ, существенно влияющие на эффективность БПЭ, аппаратными средствами системы не могут быть устранены и физические лица не могут быть своевременно оповещены о возникновении АС, то это приводит к тому, что время обслуживания/зарядки АКБ, встроенной в ПЭП, может значительно увеличиваться.This system has disadvantages similar to the previous TP. In addition, the “interface” link, which provides wireless power transmission during charging of the battery assembly, may function unstably / with failures resulting from environmental factors, for example, violations of the exact mutual positioning of the PC and VK nodes, contamination of the cases of the PC / nodes VC, causing weakening of the WPT process, the impact on the process of wireless power transmission of foreign objects, which can cause the formation of interference in the feedback circuit and disrupt node press charge the battery. Also, the system is vulnerable to factors of a subjective nature, for example, due to actions (negligence in use) of system users that may violate the required recommendations for system maintenance, including the mutual placement of the PC and CC nodes. Violations in the positioning of PC and VK nodes can create emergency situations (AS), that is, such states of the system in which the WPT efficiency is significantly reduced and the charging mode of the battery node is violated (battery charging time increases or stops). In this system, the possibility of fixing / automatic elimination of speakers, as well as notifying individuals about the occurrence of speakers, is not provided. Since violations of the mutual placement of the PC and AC nodes, which significantly affect the efficiency of the WPT, the system hardware cannot be eliminated and individuals cannot be notified in a timely manner about the occurrence of AS, this leads to the fact that the battery’s maintenance / charging time is built into PEP can increase significantly.

Информационным/патентным поиском установлено, что известные из техники устройства/системы/технические решения, которые могут быть использованы для беспроводной индукционной зарядки АКБ, встроенной в ПЭП, имеют существенные недостатки, снижающие надежность и эффективность применения ПЭП, особенно при его эксплуатации в СУСС. Исследования показали, что основными причинами, существенно влияющими на эффективность работы и удобство практического применения устройств с БИЗ встроенных в них АКБ является критичность к условиям взаимного размещения/позиционирования зарядной платформы и ПЭП. Так, согласно [Л8], системы БЭП весьма критичны к расстоянию между катушками (ПК и ВК) и точности позиционирования их относительно друг друга. Чем точнее катушка приемника попадает в поле передатчика, тем сильнее будет ток зарядки, а значит, меньше времени будет тратиться на зарядку АКБ. При использовании БИЗ для выполнения процедуры зарядки аккумуляторов (узла АКБ) пользователь должен строго соблюдать инструкцию по взаимному расположению зарядной платформы и ПЭП, поскольку точность их позиционирования существенно влияет на эффективность зарядки, что выражается в увеличении ее длительности. Экспериментально установлено, что отклонение взаимного расположения передающей и приемной катушек (узлов ПК и ВК) на величину около 15%, вызывает снижение эффективности БПЭ и нарушение режима заряда АКБ, что выражается в увеличении длительности полного заряда аккумулятора мобильного телефона на время, около 50 минут. Также, в [Л9] отмечается, что для наиболее эффективной передачи энергии необходимо обеспечить наилучшее взаимодействие катушки-приемника с магнитным полем, создаваемы катушкой - передатчиком энергии. При этом от диаметра катушки зависит оптимальное расстояние между передатчиком и приемником. Для обеспечения оптимальных условий БПЭ катушки передатчика и приемника, имеющие радиальные размеры около 30-80 мм, согласно требованиям стандарта индуктивной зарядки Qi, известного из [Л10]), должна располагаться на расстоянии не более 3-8 мм. То есть, корпуса зарядной платформы и ПЭП должны располагаться, практически, вплотную так, чтобы обе катушки (узлы ПК и ВК) позиционировались (в горизонтальной и вертикальной плоскостях) друг возле/напротив друга. Отмечается, что при увеличении расстояния или нарушения позиционирования между узлами ПК и ВК на величину, превышающую допустимое значение (около 3-8 мм), эффективность процесса БПЭ снижается катастрофически - от 70% до нескольких процентов.An information / patent search found that the devices / systems / technical solutions known from the technology that can be used for wireless induction charging of the batteries built into the probes have significant drawbacks that reduce the reliability and efficiency of the probes, especially when used in the SSS. Studies have shown that the main reasons that significantly affect the performance and convenience of the practical use of devices with an integrated in-built battery are the criticality to the conditions for the mutual placement / positioning of the charging platform and the probe. So, according to [L8], BEP systems are very critical to the distance between the coils (PC and VK) and the accuracy of their positioning relative to each other. The more accurately the receiver coil enters the transmitter field, the stronger the charging current will be, which means less time will be spent on charging the battery. When using the BIZ to perform the battery charging procedure (battery assembly), the user must strictly follow the instructions on the relative position of the charging platform and the probe, since the accuracy of their positioning significantly affects the charging efficiency, which is expressed in an increase in its duration. It was experimentally established that a deviation of the relative position of the transmitting and receiving coils (PC and VK nodes) by about 15% causes a decrease in the WPT efficiency and a violation of the battery charge mode, which is expressed in an increase in the duration of the full charge of the mobile phone’s battery for a time of about 50 minutes. It is also noted in [L9] that for the most efficient energy transfer it is necessary to ensure the best interaction between the receiver coil and the magnetic field created by the coil - the energy transmitter. In this case, the optimum distance between the transmitter and receiver depends on the diameter of the coil. To ensure optimal FET conditions, the transmitter and receiver coils having radial sizes of about 30-80 mm, according to the requirements of the Qi inductive charging standard known from [L10]), should be located at a distance of no more than 3-8 mm. That is, the cases of the charging platform and the probes should be located practically closely so that both coils (PC and VK nodes) are positioned (in horizontal and vertical planes) next to / opposite each other. It is noted that with an increase in the distance or a violation of positioning between the PC and VK nodes by an amount exceeding the permissible value (about 3-8 mm), the WPT process efficiency decreases catastrophically - from 70% to several percent.

По мнению авторов, устранение недостатков, присущих известным из техники устройствам и системам беспроводной зарядки, может базироваться на таком техническом решении, в котором обеспечивается возможность непрерывного контроля эффективности процессов БПЭ и режима заряда узла АКБ с сигнализацией аварийных ситуаций (АС), связанных с нарушениями БПЭ и заряда АКБ (например, вызванных смещением ПЭП с зарядной платформы), для привлечения внимания ФЛ с целью своевременного/принятия ими мер по обеспечению условий эффективной БПЭ и поддержке заданных режимов заряда АКБ. Кроме того, поскольку даже незначительные (несколько миллиметров) смещения узлов ПК и ВК в любой из плоскостей пространства влекут снижение эффективности процессов БПЭ и режима заряда узла АКБ, которые физическому лицу трудно заметить визуально, то использование новых признаков и свойств, обеспечивающих автоматическую калибровку/настройку позиционирования узлов ПК и ВК с высокой точностью, может обеспечить существенное повышение эффективности работы СЭЭП, использующей индукционную зарядку АКБ, которая встроена в ПЭП.According to the authors, the elimination of the shortcomings inherent in devices and systems of wireless charging known from the technology can be based on such a technical solution, which provides the possibility of continuous monitoring of the efficiency of WPT processes and the charge mode of the battery node with alarm signaling (AC) associated with violations of WPT and battery charge (for example, caused by the displacement of the probe from the charging platform), to attract the attention of the PL in order to timely / take measures to ensure conditions for an effective WPT and support for OF DATA battery charge modes. In addition, since even insignificant (several millimeters) displacements of the PC and VK nodes in any of the planes of space entail a decrease in the efficiency of the WPT processes and the charge mode of the battery node, which is difficult for an individual to visually notice, the use of new features and properties that provide automatic calibration / adjustment positioning of PC and VK nodes with high accuracy can provide a significant increase in the efficiency of SEEP using induction battery charging, which is built into the probe.

По мнению авторов, наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту (прототипом) является, известное из техники [Л11], устройство индукционной зарядки аккумуляторной батареи портативного прибора (далее - устройство), состоящее из зарядной платформы (ЗП), содержащей корпус, блок электропитания (БЭП), преобразователь тока/напряжения (ПТН) типа AC-DC, первичную катушку (ПК), датчик тока/напряжения (ДТН) и контроллер зарядной платформы (КЗП), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН и с первым портом узла ДТН, который своим вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП, который выполнен с возможностью подключения своим первым портом к электросети 220 В, при этом, корпус узла ЗП выполнен со встроенным постоянным магнитом (ПМ), установленным в зоне размещения узла ПК, и соединенного с ней постоянным магнитным полем (ПМП) и переменным электромагнитным полем (ЭМП) портативного прибора (ПП), содержащего корпус, вторичную катушку (ВК), драйвер, выпрямитель/регулятор напряжения/тока (ВРНТ), контроллер заряда (КЗ), аккумуляторную батарею (АКБ) и индикатор, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла ВРНТ, со вторым портом узла ВРНТ и со вторым портом узла драйвера, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ, при этом, корпус ПП выполнен со встроенным постоянным магнитом, установленным в зоне размещения узла ВК, и выполненное с возможностью фиксации между собой корпусов ЗП и ПП с помощью встроенных в них постоянных магнитов (ПМ) и осуществления беспроводной индукционной зарядки узла АКБ по стандарту типа Qi.According to the authors, the closest in technical essence to the claimed object (prototype) is, known from the technique [L11], a device for induction charging of a portable device’s rechargeable battery (hereinafter referred to as the device), consisting of a charging platform (ZP) containing a case, an electric power supply unit (BEP), a current / voltage converter (ПТН) type AC-DC, a primary coil (PC), a current / voltage sensor (ДТН) and a charging platform controller (KZP), which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port node PTN and with lane the output port of the DTN node, which is connected by its second port to the first port of the PC node, which is connected by the second port to the second port of the ПТН node, which is connected by the third port to the second port of the BEP node, which is configured to connect its first port to the 220 V power supply network, this, the housing of the RF node is made with a built-in permanent magnet (PM) installed in the area of the PC node, and connected to it by a constant magnetic field (PMF) and an alternating electromagnetic field (EMF) of a portable device (PP) containing the housing, the secondary a coil (VK), a driver, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT), a charge controller (short circuit), a battery (battery) and an indicator that is connected by its input to the first port of the short circuit node, which is connected with its second to fourth ports , respectively, with the battery node and the first port of the VRNT node, with the second port of the VRNT node and with the second port of the driver node, which is connected to the second port of the VK node by the first port, which is connected to the third port of the VRNT node by the first port; with integrated permanent magnet area claimed in the VC node placement and configured to lock with each other housings PO and PP with built therein the permanent magnets (PM) and the wireless induction charging of the battery unit standard type Qi.

Функциональная схема данного устройства представлена на фиг.1. Система (фиг.1) состоит из зарядной платформы (ЗП) 1, содержащей корпус 3 со встроенным в него постоянным магнитом (М1) 8, блок электропитания (БЭП) 11, преобразователь тока/напряжения (ПТН) 10, первичную катушку (ПК) 6, датчик тока/напряжения (ДТН) 5 и контроллер зарядной платформы (КЗП) 4, который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН 10 и с первым портом узла ДТН 5, который вторым портом соединен с первым портом узла ПК 6, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН 10, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП 11, который первым портом может подключаться к электросети (220 В) 12, и соединенного с ней посредством переменного электромагнитного поля (ЭМП) 7 и постоянного магнитного поля (ПМП) 9 портативного прибора (ПП) 2, содержащего корпус 13 со встроенным постоянным магнитом (М2) 14, вторичную катушку (ВК) 15, драйвер 16, выпрямитель/регулятор напряжения/тока (ВРНТ) 19, контроллер заряда (КЗ) 17, аккумуляторную батарею (АКБ) 20 и индикатор 18, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ 13, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ 20 и первым портом узла ВРНТ 19, со вторым портом узла ВРНТ 19 и со вторым портом узла драйвера 16, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК 15, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ 19, при этом, устройство выполнено с возможностью фиксации между собой корпусов 3 (ЗП 1) и 13 (ПП 2) с помощью встроенных в них постоянных магнитов, соответственно, М1 8 и М2 14, и осуществления беспроводной индукционной зарядки узла АКБ 20 по стандарту типа Qi.Functional diagram of this device is presented in figure 1. The system (Fig. 1) consists of a charging platform (ZP) 1, comprising a housing 3 with a permanent magnet (M1) 8 built into it, a power supply unit (BEP) 11, a current / voltage converter (PTN) 10, a primary coil (PC) 6, a current / voltage sensor (DTN) 5 and a charging platform controller (KZP) 4, which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the PTN 10 and to the first port of the DTN 5, which is connected to the first port by the second port PC node 6, which is connected by the second port to the second port of the ПТН 10 node, which is connected by the third port with the second port of the BEP node 11, which the first port can be connected to the power supply network (220 V) 12, and connected to it by means of an alternating electromagnetic field (EMF) 7 and a constant magnetic field (PMF) 9 of a portable device (PP) 2 comprising a housing 13 with built-in permanent magnet (M2) 14, secondary coil (VK) 15, driver 16, rectifier / voltage / current regulator (VRNT) 19, charge controller (KZ) 17, battery (battery) 20 and indicator 18, which has its own input connected to the first port of KZ 13, which is its second to fourth ports and connected, respectively, to the battery assembly 20 and the first port of the BPHT node 19, to the second port of the BPHT node 19 and to the second port of the driver node 16, which is connected to the second port of the VK 15 node by the first port, which is connected to the third port of the BPHT node by the first port 19, at the same time, the device is made with the possibility of fixing the bodies 3 (ЗП 1) and 13 (ПП 2) between each other using the built-in permanent magnets, respectively, М1 8 and М2 14, and performing wireless induction charging of the battery assembly 20 according to the standard type Qi.

Система (фиг.1) функционирует следующим образом. Для осуществления процедуры заряда узла АКБ 20, корпус 13 узла ПП 2 размещается/устанавливается непосредственно на корпусе 3 узла ЗП 1, который выполняет функции беспроводного индукционного зарядного устройства. Для получения высокого уровня эффективности процесса БПЭ (например, высокого КПД), узлы ПК 6 и ВК 15 должны быть максимально приближены и правильно (согласно инструкции, например, соосно) ориентированы друг относительно друга (как правило, друг напротив друга). Для фиксации взаимного позиционирования узлов ПК 6 и ВК 15, выполненного пользователем устройства при подключении ПП 2 к ЗП 1, используются постоянные магниты (М1 8 и М2 14), интегрированные в корпуса 3 (ЗП 1) и 13 (ПП 2). Под действием сил ПМП 9 происходит фиксация корпуса 13 узла ПП 2 на корпусе 3 узла ЗП 1. Кроме того, действие сил ПМП 9 частично способствует достижению правильного взаимного позиционирования узлов ЗП 1 и ПА 2. Благодаря действию сил ПМП 9, создаваемых узлами М1 и М2, в течении осуществления индукционной зарядки узла АКБ 20, поддерживается установленная оператором/физическим лицом/пользователем устройства ориентация узлов ЗП 1 и ПП 2. После подключения узла ЗП 1 к питающей электросети (220 В) 12, в узле ПК 6, представляющего собой индукционную катушку, с помощью узла ПТН 10 создается переменное напряжение/ток, что приводит к образованию вокруг ПК 6 электромагнитного поля (ЭМП) 7, которое достигает и пересекает витки катушки ВК 15. При этом, за счет действия эффекта электромагнитной индукции, в узле ВК 15 возникает входное электрическое напряжение (ВЭН), которое поступает на узел ВРНТ 19, с помощью которого осуществляется конвертирование/преобразование ВЭН к виду/уровню, необходимому для осуществления зарядки узла АКБ 20, которая происходит под управлением узла КЗ 17. Таким образом, электрическая энергия от узла ЗП 1 передается к узлу ПП 2 посредством переменного электромагнитного поля 7, которое наводит (за счет электромагнитной индукции) в витках вторичной катушки 15 величину переменного напряжения ВЭН, достаточную для зарядки узла АКБ 20. Если выполнено условие, выражающееся в том, что первичная и вторичная катушки (узлы ПК 6, ВК 15) находятся в непосредственной близости (выполнены условия их позиционирования), то значительная часть силовых линий, создаваемых первичной катушкой ПК 6, пройдет через витки вторичной катушки ВК 15, создав в ней переменный ток, который затем преобразовывается и используется для заряда узла АКБ 20. Процесс БПЭ данного устройства соответствуют известной из техники спецификации стандарта Qi, который регламентирует протокол энергетического и информационного взаимодействия между узлами ЗП 1 и ПП 2. При этом, информационное взаимодействие ЗП 1 и ПУ 2 предусматривает передачу цифровой информацию в виде битов/байтов методом фазовой модуляции ЭМП 7. Информационная связь между узлами ЗП 1 и ПП 2 устанавливается автоматически, после того, как корпус 13 узла ПП 2 оказывается установленным на поверхности корпуса 3 и обнаруженным/идентифицированным узлом ЗП 1 (при условии, что электропитание узлов включено). Для идентификации узла ПП 2, узлом ЗП 1 каждые 400 мс посылаются/излучаются посредством ЭМП 7 энергетические/электрические импульсы. Если на корпусе 3 узла ЗП 1 установлено ПП 2, то активируется межузловой информационный обмен, в процессе которого ЗП 1 и ПП 2 «договариваются» об условиях зарядки узла АКБ 20 (например, об необходимом количестве электроэнергии, силе и частоте тока). После этого начинается фаза процесса БПЭ. Для контроля этого процесса, узлом ПП 2 через каждые 32 мс осуществляется отправка узлу ЗП 1 пакетов данных с информацией об ошибках в работе беспроводной системы транспортировки электроэнергии. Передача данных от ПП 2 к ЗП 1 и обратно осуществляется по цепи: КЗ 17 - драйвер 16 - ВК 15 - ЭМП 7 - ПК 6 - ДТН 5 - КЗП 4. Процесс заряда узла АКБ 20 отображается на индикаторе 18, например, цветом его свечения или условным значком батарейки, который изменяет степень закрашивания/заполнения по мере заряда АКБ 20. После завершения заряда узла АКБ 20, ПП 2 отправляет пакет данных с сообщением типа «Передача энергии завершена», по получении которого узел ЗП 1 останавливает работу (прекращает беспроводную передачу электроэнергии).The system (figure 1) operates as follows. To carry out the charging procedure of the battery assembly 20, the housing 13 of the PP 2 assembly is placed / mounted directly on the housing 3 of the storage compartment 1, which performs the functions of a wireless induction charging device. To obtain a high level of efficiency of the WPT process (for example, high efficiency), the nodes of PC 6 and VK 15 should be as close as possible and correctly (according to the instructions, for example, coaxially) oriented relative to each other (usually opposite each other). To fix the mutual positioning of the PC 6 and VK 15 nodes performed by the user of the device when connecting the PP 2 to ZP 1, permanent magnets (M1 8 and M2 14) are used, integrated in the cases 3 (ZP 1) and 13 (PP 2). Under the action of the forces of the PMP 9, the body 13 of the PP 2 assembly is fixed on the housing 3 of the PS 1 assembly. In addition, the action of the PMP 9 forces partially helps to achieve the correct mutual positioning of the PS 1 and PA 2 nodes. Due to the action of the PMP 9 forces created by the M1 and M2 nodes , during the induction charging of the battery assembly 20, the orientation of the PO 1 and PP 2 nodes established by the operator / individual / user of the device is maintained. After connecting the PS 1 node to the supply network (220 V) 12, in the PC 6 node, which is an induction coil , from With the help of the PTN 10 unit, an alternating voltage / current is created, which leads to the formation of an electromagnetic field (EMF) 7 around the PC 6, which reaches and crosses the turns of the VK 15 coil. In this case, due to the effect of electromagnetic induction, an input electric the voltage (VEN), which is supplied to the VRNT node 19, with the help of which the VEN is converted / converted to the type / level necessary for charging the battery assembly 20, which occurs under the control of the KZ node 17. Thus, the electric The energy from the ЗП 1 unit is transmitted to the ПП 2 unit by means of an alternating electromagnetic field 7, which induces (due to electromagnetic induction) in the turns of the secondary coil 15 the value of the alternating voltage of the VEN sufficient to charge the battery unit 20. If the condition is satisfied that Since the primary and secondary coils (PC 6, VK 15 nodes) are in close proximity (the conditions for their positioning are met), a significant part of the power lines created by the PC 6 primary coil will pass through the turns of the VK 15 secondary coil, creating in th alternating current, which is then converted and used to charge the battery node 20. The WPT process of this device corresponds to the Qi standard specification known from the technology, which governs the protocol of energy and information interaction between the nodes ZP 1 and PP 2. At the same time, the information interaction is ZP 1 and PU 2 provides for the transfer of digital information in the form of bits / bytes by the method of phase modulation of EMF 7. Information communication between the nodes ZP 1 and PP 2 is established automatically, after the case 13 of the node P 2 is mounted on the surface of the housing 3 and the detected / identified node PO 1 (provided that the power supply units included). To identify the node PP 2, node PS 1 every 400 ms are sent / emitted by means of EMF 7 energy / electrical pulses. If PP 2 is installed on the housing 3 of the PS 1 unit, then an inter-node information exchange is activated, during which the PS 1 and PP 2 "agree" on the charging conditions of the battery assembly 20 (for example, the required amount of electricity, current strength and frequency). After this, the phase of the WPT process begins. To control this process, the PP 2 node sends data packets with information about errors in the operation of the wireless electric power transportation system to the PS 1 node every 32 ms. Data transfer from PP 2 to ZP 1 and vice versa is carried out along the circuit: KZ 17 - driver 16 - VK 15 - EMF 7 - PC 6 - DTN 5 - KZP 4. The process of charging the battery assembly 20 is displayed on indicator 18, for example, by the color of its glow or a conventional battery icon that changes the degree of filling / filling as the battery is charged 20. After the battery of the battery 20 is completed, the software 2 sends a data packet with a message like “Energy transfer completed”, upon receipt of which the power supply module 1 stops working (stops wireless transmission electricity).

Данная система частично устраняет недостатки предыдущего технического решения. Так, с помощью узлов М1 8 и М2 14 обеспечивается фиксация узлов ЗП 1 и ПП 2, что способствует более надежному, чем в предыдущем ТР, сохранению/удержанию установленного пользователем взаимного позиционирования узлов ПК 6 и ВК 15 в процессе проведения БИЗ узла АКБ 20. Благодаря этому, достигается создание и поддержание благоприятных условий для БПЭ. Кроме того, в данном устройстве использован более совершенный механизм управления процессами БПЭ и зарядки узла АКБ 20. Это достигается за счет использования более надежного цифрового протокола коммуникационного взаимодействия между узлами ЗП 1 и ПП 2, предусматривающего возможность обнаружения и корректировки ошибок, возникающих в процессе беспроводной передачи электроэнергии, и выполнения контроля окончания зарядки узла АКБ 20.This system partially eliminates the disadvantages of the previous technical solution. So, with the help of nodes М1 8 and М2 14, the fixing of ЗП 1 and ПП 2 nodes is ensured, which contributes to the more reliable than in the previous TR, preservation / retention of the user-installed mutual positioning of the PC 6 and VK 15 nodes during the implementation of the BIS of the battery assembly 20. Thanks to this, the creation and maintenance of favorable conditions for WPT is achieved. In addition, this device uses a more advanced mechanism for controlling WPT processes and charging the battery assembly 20. This is achieved through the use of a more reliable digital communication protocol between the nodes ZP 1 and PP 2, which provides the ability to detect and correct errors that occur during wireless transmission electricity, and perform monitoring of the completion of charging the battery node 20.

Данной системе присущи недостатки, аналогичные предыдущему техническому решению. Особенно, данное устройство уязвимо к внешним механическим воздействиям (ударам, вибрациям), которые могут нарушать взаимное позиционирование узлов ПК 6 и ВК 15 и, тем самым, вызывать снижение эффективности БПЭ и служить причиной прекращения или значительного увеличения длительности зарядки узла АКБ 20. Следует также заметить, что наличие узлов М1 8 и М2 15 только частично способствует взаимному позиционированию узлов ПК 6 и ВК 15 при размещении корпуса 13 на корпусе 3, что обусловлено наличием сил адгезии/трения между поверхностями этих корпусов, которые ПМП 9 не может преодолеть, и в результате чего взаимная фиксация корпусов 3 и 13 может происходить со смещением, то есть без точного совпадения магнитных силовых линий ПМП 9, создаваемых северным и южным полюсами магнитов М1 8 и М2 15. Таким образом, при использовании данного устройства возможны ситуации, при которых, после фиксации корпусов 3 и 13 с помощью ПМП 9, взаимное позиционирование узлов ПК 6 и ВК 15 может иметь низкую точность, а ее повышение (самопозиционирование с помощью сил ПМП 9) затруднено из-за наличия высокого уровня адгезии/сцепления/трения между этими корпусами (ЗП 1 и ПП 2). В этих ситуациях может существенно снижаться эффективность процесса БПЭ и нарушаться установленный/заданный/требуемый режим зарядки узла АКБ 20. Признаки и свойства, использование которых позволяет контролировать эффективность БПЭ и режим заряда АКБ, а также автоматически, без участия физических лиц, осуществлять позиционирование узлов ПК 6 и ВК 15 с достаточной точностью, то есть, устранять последствия воздействий внешних факторов, вызывающих нарушения взаимного позиционирования узлов ПК 6 и ВК 15, которые снижают эффективность БПЭ и нарушают режим индукционной зарядки узла АКБ 20, с предупреждением физических лиц о возникновении аварийных ситуаций, при которых нарушается процесс БПЭ и/или нарушается режим зарядки узла АКБ 20, в данном устройстве - отсутствуют.This system has inherent disadvantages similar to the previous technical solution. Especially, this device is vulnerable to external mechanical influences (shock, vibration), which can interfere with the mutual positioning of the PC 6 and VK 15 nodes and, thereby, cause a decrease in the WPT efficiency and cause a termination or a significant increase in the charging time of the battery assembly 20. It should also note that the presence of nodes M1 8 and M2 15 only partially contributes to the mutual positioning of the nodes PC 6 and VK 15 when placing the housing 13 on the housing 3, due to the presence of adhesion / friction forces between the surfaces of these buildings which the PMF 9 cannot overcome, and as a result, the mutual fixation of the housings 3 and 13 can occur with a displacement, that is, without exact coincidence of the magnetic lines of force of the PMP 9 created by the north and south poles of the magnets M1 8 and M2 15. Thus, when When using this device, situations are possible in which, after fixing the housings 3 and 13 using PMP 9, the mutual positioning of the PC 6 and VK 15 nodes may have low accuracy, and its increase (self-positioning using PMP 9 forces) is difficult due to the high adhesion level / s the clutch / friction between these bodies (ZP 1 and PP 2). In these situations, the efficiency of the WPT process can be significantly reduced and the set / set / required charging mode of the battery pack node 20 may be violated. Signs and properties, the use of which allows you to monitor the efficiency of the WPT and battery charge mode, as well as automatically, without the participation of individuals, position the PC nodes 6 and VK 15 with sufficient accuracy, that is, to eliminate the effects of external factors that cause disturbances in the mutual positioning of the PC 6 and VK 15 nodes, which reduce the efficiency of WPT and nar shayut mode inductive charging battery unit 20, a warning individuals of the emergency situations in which disrupted the process of BPE and / or impaired unit charging mode battery 20 in this device - no.

В процессе исследований авторами установлено, что эффективность (надежность) систем/устройств электропитания ПЭП, использующих беспроводную индукционную зарядку встроенной в них АКБ, может быть повышена за счет использования новых признаков и свойств, позволяющих осуществлять автоматическое поддержание оптимальных условий БЭП и режимов заряда АКБ, достигаемых за счет повышения точности взаимного позиционирования узлов ЗП 1 и ПП 2, и обеспечивать оповещение оператора/физического лица/пользователя ПЭП о возникновении аварийных ситуаций (АС), которые сопровождаются нарушениями процесса БЭП и режима зарядки АКБ. При этом, можно полагать, что существенное повышение эффективности системы электропитания и устройства в целом может быть достигнуто на основе использования возможностей устройства автоматически, без участия физических лиц, осуществлять настройку взаимного расположения узлов ПК 6 (ЗП 1) и ВК 15 (ПП 2) с достаточной точностью для достижения высокой эффективности процесса БПЭ. Это позволит компенсировать ошибки позиционирования устройства, которые могут возникать на этапе подключения/соединения узлов ЗП 1 и ПП 2, а также компенсировать/устранить нарушения в позиционировании этих узлов, вызванные действием внешних факторов типа ударов/вибраций в процессе эксплуатации устройства. Также, можно полагать, что наличие возможностей по контролю эффективности БПЭ в процессе заряда узла АКБ 20 с формированием акустических/звуковых сигналов, излучаемых устройством в случае возникновения АС, которые не могут быть устранены автоматически ресурсами устройства, позволяет пользователю/оператору устройства своевременно предпринять меры по устранению причин, влияющих на индукционную зарядку узла АКБ 20. Особенно, упомянутые возможности устройства будут востребованы и важны при его эксплуатации в СУСС, где возникновение внешних механических воздействий наиболее вероятно, а наличие способности устройства по самовосстановлению работоспособности без участия пользователя, то есть выполнения автоматической подстройки/настройки позиционирования узлов ПК 6 (ЗП 1) и ВК 15 (ПП 2) для реабилитации процесса БПЭ и установки нормального/заданного режима индуктивной зарядки узла АКБ 20 после возникновения АС, позволит существенно повысить его эффективность.In the process of research, the authors found that the efficiency (reliability) of PEP power systems / devices that use wireless induction charging of the built-in battery can be improved by using new features and properties that automatically maintain optimal conditions for the BEP and battery charge modes achieved by improving the accuracy of the mutual positioning of the nodes ZP 1 and PP 2, and to provide notification to the operator / individual / user of the probes about the occurrence of emergency situations th (AU), which are accompanied by disturbances of the process and the BEP battery charging mode. At the same time, it can be assumed that a significant increase in the efficiency of the power supply system and the device as a whole can be achieved by using the device’s capabilities automatically, without the participation of individuals, to configure the relative positions of the PC 6 (ZP 1) and VK 15 (PP 2) nodes sufficient accuracy to achieve high efficiency of the WPT process. This will make it possible to compensate for the positioning errors of the device that may occur during the connection / connection of the RFP 1 and PP 2 nodes, as well as compensate / eliminate violations in the positioning of these nodes caused by external factors such as shock / vibration during operation of the device. Also, it can be assumed that the availability of capabilities to control the WPT efficiency in the process of charging the battery assembly 20 with the formation of acoustic / sound signals emitted by the device in the event of an AS that cannot be eliminated automatically by the device resources allows the user / device operator to take timely measures to the elimination of the reasons affecting the induction charging of the battery assembly 20. Especially, the aforementioned capabilities of the device will be in demand and are important during its operation in the CCSS, where the appearance of external x mechanical influences is most likely, and the presence of the device’s ability to self-restore working capacity without user intervention, that is, performing automatic adjustment / positioning of the PC 6 (ZP 1) and VK 15 (PP 2) nodes for the rehabilitation of the WPT process and setting the normal / preset inductive mode charging the battery assembly 20 after the occurrence of the speaker will significantly increase its efficiency.

Как показали исследования, использование постоянного мониторинга процесса БПЭ и контроля режима индукционной зарядки АКБ с возможностью выявления аварийных ситуаций (АС), при которых текущая эффективность БПЭ снижается ниже допустимого значения, например, из-за нарушений взаимного позиционирования передатчика и приемника энергии и автоматического, без участия физического лица/пользователя устройства, устранения АС с восстановлением процесса БПЭ с эффективностью, достаточной для поддержки требуемого/заданного режима зарядки узла АКБ, путем автоматической оптимизации/подстройки взаимной ориентации передатчика и приемника энергии, выполняемой с помощью физического перемещения/смещения корпусов передатчика и приемника энергии друг относительно друга под действием, с одной стороны, создаваемых устройством дозированных по времени и интенсивности действия механических вибраций корпусов передатчика и приемника энергии, обеспечивающих компенсацию/устранение/снижение сил трения между корпусами передатчика и приемника энергии, и с другой стороны, сил постоянного магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами, которые интегрированы/встроены в корпуса передатчика и приемника энергии, а также формирования и излучения акустических сигналов, необходимых для привлечения внимания пользователя/физического лица/оператора устройства в случаях возникновения АС, при которых процессы БПЭ и заряда АКБ не могут быть автоматически настроены/восстановлены с требуемой точностью без участия ФЛ, из техники не известны.Studies have shown that the use of continuous monitoring of the WPT process and control of the induction charging mode of the battery with the possibility of detecting emergency situations (AC) in which the current efficiency of the WPT decreases below the permissible value, for example, due to violations of the mutual positioning of the transmitter and the energy receiver and automatic, without the participation of an individual / user of the device, elimination of the speakers with the restoration of the WPT process with an efficiency sufficient to support the required / specified charging mode of the AK unit B, by automatically optimizing / adjusting the mutual orientation of the transmitter and the energy receiver, performed by physically moving / displacing the transmitter and receiver bodies relative to each other under the action, on the one hand, created by the device of the mechanical vibrations of the transmitter and receiver bodies dosed in time and intensity of action energy, providing compensation / elimination / reduction of friction forces between the transmitter and the receiver, and, on the other hand, the forces of a constant of a magnetic field created by permanent magnets, which are integrated / integrated into the transmitter and receiver housing, as well as the formation and emission of acoustic signals necessary to attract the attention of the user / individual / operator of the device in cases of speaker systems in which the WPT and battery charge processes are not can be automatically tuned / restored with the required accuracy without the participation of PL, not known from the technique.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей известного устройства, связанных с повышением эффективности контроля и управления процессом беспроводной передачи электроэнергии и автоматическим поддержанием требуемых/заданных режимов индукционной зарядки аккумуляторной батареи.The purpose of the utility model is to expand the functionality of the known device related to increasing the efficiency of monitoring and controlling the process of wireless power transmission and automatically maintaining the required / specified modes of induction charging of the battery.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известное устройство, состоящее из зарядной платформы (ЗП), содержащей корпус, блок электропитания (БЭП), преобразователь тока/напряжения (ПТН) типа AC-DC, первичную катушку (ПК), датчик тока/напряжения (ДТН) и контроллер зарядной платформы (КЗП), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН и с первым портом узла ДТН, который своим вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП, который выполнен с возможностью подключения своим первым портом к электросети 220 В, и соединенного с ней посредством беспроводной (индуктивной) связи портативного прибора (ПП), содержащего корпус, вторичную катушку (ВК), драйвер, выпрямитель/регулятор напряжения/тока (ВРНТ), контроллер заряда (КЗ), аккумуляторную батарею (АКБ) и индикатор, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла ВРНТ, со вторым портом узла ВРНТ и со вторым портом узла драйвера, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ, и выполненное с возможностью фиксации между собой корпусов зарядной платформы и портативного прибора с помощью встроенных в них постоянных магнитов и осуществления беспроводной индукционной зарядки узла АКБ по стандарту типа дополнительно в состав узла ЗП введены виброэлемент (ВЭ) и акустический излучатель (АИ), который своим входом соединен с третьим портом узла КЗП, который четвертым портом соединен с портом узла ВЭ, при этом, узел КЗП функционирует по программе обеспечивающей постоянный мониторинг процесса БПЭ и контроль режима зарядки АКБ с возможностью выявления аварийных ситуаций (АС), при которых текущая эффективность БПЭ снижается ниже допустимого значения и/или нарушается режим зарядки узла АКБ, например, из-за нарушений взаимного позиционирования узлов ПК и ВК, устранения АС без участия физических лиц с помощью процедуры автоматического позиционирования (ПАП) узлов ПК и ВК, реабилитирующей/восстанавливающей процесс БПЭ с эффективностью, достаточной для поддержки заданного/требуемого режима зарядки узла АКБ, выполняемой путем физического смещения/перемещения корпусов ЗП и ПП друг относительно друга с помощью узла ВЭ, создающего дозированные по времени и интенсивности действия механические вибрации корпуса узла ЗП (вместе с установленным на нем ПП), обеспечивающие компенсацию/устранение/снижение сил трения между корпусами узлов ЗП и ПП и, тем самым, создающих условия для их перемещения друг относительно друг и точного взаимного позиционирования узлов ПК и ВК под действием сил постоянного магнитного поля ПМП, создаваемого узлами М1 и М2, и завершения ПАП после достижения такой ориентации узлов ПК и ВК, при которой текущая эффективность БПЭ достигает уровня/значения, достаточного для поддержки заданного/установленного режим заряда узла АКБ, а также активации узла АИ, выполненного с возможностью излучения акустических/звуковых сигналов для привлечения внимания пользователя/физического лица/оператора устройства в случаях возникновения АС, при которых процессы БПЭ и режим заряда АКБ не могут быть автоматически, с помощью ПАП, настроены/восстановлены с требуемой эффективностью, например, из-за большого удаления корпусов ЗП и ПП.This goal is achieved due to the fact that in the known device, consisting of a charging platform (ZP), comprising a housing, power supply unit (BEP), a current / voltage converter (PTN) type AC-DC, a primary coil (PC), a current sensor / voltage (DTN) and the charging platform controller (KZP), which is connected with its first and second ports, respectively, to the first port of the PTN node and to the first port of the DTN node, which is connected with its second port to the first port of the PC node, which is connected to the second port with the second port of the PTN node, which is the third the mouth is connected to the second port of the BEP node, which is configured to connect its first port to a 220 V power supply network and connected to it via a wireless (inductive) communication portable device (PP) containing a housing, a secondary coil (VK), a driver, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT), charge controller (short circuit), battery (battery) and an indicator that is connected with its input to the first port of the short circuit node, which is connected with its second to fourth ports, respectively, with the battery node and the first port of the node VRNT, about the second port of the VRNT node and with the second port of the driver node, which is connected to the second port of the VK node by the first port, which is connected to the third port of the VRNT node by the first port, and which is capable of fixing the cases of the charging platform and the portable device using the built-in of permanent magnets and the implementation of wireless induction charging of the battery assembly according to the type standard, an additional vibration element (VE) and an acoustic emitter (AI) are introduced into the RF assembly, which is connected to the third port of the K node by its input ZP, which is connected to the port of the VE node by the fourth port, and the KZP node operates according to the program that provides continuous monitoring of the WPT process and control of the battery charging mode with the possibility of detecting emergency situations (AC), in which the current WPT efficiency decreases below the permissible value and / or the charging mode of the battery node is violated, for example, due to violations of the mutual positioning of the PC and VK nodes, elimination of AS without the participation of individuals using the automatic positioning procedure (PAP) of the PC and VK nodes, rehabilitating to it / restoring the WPT process with an efficiency sufficient to support the given / required charging mode of the battery assembly, performed by physically displacing / displacing the housings of the air conditioner and the spacecraft relative to each other using the air conditioner unit, which creates the mechanical vibrations of the body of the air conditioner unit dosed in time and intensity together with PP installed on it) providing compensation / elimination / reduction of friction forces between the bodies of the ZP and PP nodes and, thereby, creating conditions for their movement relative to each other and accurate in the borrowed positioning of the PC and VK nodes under the action of the forces of the permanent magnetic field of the PMF created by the nodes M1 and M2, and the completion of the PAP after reaching such an orientation of the PC and VK nodes at which the current WPT efficiency reaches a level / value sufficient to support a given / set charge mode the battery node, as well as the activation of the AI node, made with the possibility of emitting acoustic / sound signals to attract the attention of the user / individual / operator of the device in cases of speakers, in which BPE processes and battery charge mode can not be automatically using PAP, configured / restored at the desired efficiency, for example, due to the large removal towers RFP and PP.

Функциональная схема устройства индукционной зарядки аккумуляторной батареи портативного прибора (далее - устройство) представлена на фиг.2. Устройство (фиг.2) состоит из зарядной платформы (ЗП) 1, содержащей корпус 3 с интегрированным в него постоянным магнитом М1 8, блок электропитания (БЭП) 13, акустический излучатель (АИ) 12, преобразователь тока/напряжения (ПТН) 11, виброэлемент (ВЭ) 10, первичную катушку (ПК) 6, датчик тока/напряжения (ДТН) 5 и контроллер зарядной платформы (КЗП) 4, который своими четвертым, третьим, первым и вторым портами соединен, соответственно, с портом узла АИ 12, с портом узла ВЭ 10, с первым портом узла ПТН 11 и с первым портом узла ДТН 5, который вторым портом соединен с первым портом узла ПК 6, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН 11, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП 13, который выполнен с возможность подключения своим первым портом к электросети (220 В) 14, и соединенного с ней посредством беспроводной (индуктивной) связи (посредством электромагнитного поля - ЭМП 7) портативного прибора (ПП) 2, содержащего корпус 16, вторичную катушку (ВК) 17, драйвер 18, выпрямитель/регулятор напряжения/тока (ВРНТ) 21, контроллер заряда (КЗ) 19, аккумуляторную батарею (АКБ) 22 и индикатор 20, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ 19, который своими со второго по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ 22 и первым портом узла ВРНТ 21, со вторым портом узла ВРНТ 21 и со вторым портом узла драйвера 18, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК 17, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ 21, и выполненное с возможностью фиксации между собой корпусов 3 и 16 с помощью встроенных в них постоянных магнитов М1 8 и М2 15, установленных в зоне размещения, соответственно, узла ПК 6 и ВК 17, и осуществления беспроводной индукционной зарядки узла АКБ 22 по стандарту типа Qi, кроме того, узел АИ 12 выполнен с возможностью формирования и излучения звуковых сигналов, используемых для оповещения/привлечения внимания пользователя устройства о возникновении нарушений индукционной зарядки узла АКБ 22, например, в случае прекращении беспроводной передачи электроэнергии (БПЭ), узел КЗП 4 функционирует по программе обеспечивающей постоянный мониторинг эффективности процесса БПЭ и контроль режима зарядки АКБ в процессе его индукционной зарядки с возможностью контроля/выявления аварийных ситуаций (АС), при возникновении которых текущая эффективность БПЭ и/или режима зарядки узла АКБ снижается ниже допустимого значения, например, из-за нарушений правил/условий размещения/позиционирования узлов ЗП 1 и ПП 2 (узлов ПК 6 и ВК 17), и активации процедуры автоматического позиционирования (ПАП) узлов ПК 6 и ВК 17, обеспечивающей устранение возникающих АС без привлечения/участия физических лиц, путем создания с помощью узла ВЭ 10 дозированных по времени и интенсивности действия механических вибраций корпуса 3 (узла ЗП 1), на котором установлен/зафиксирован корпус 16 (узел ПП 2), компенсирующих/снижающих силу сцепления/адгезии/трения между этими корпусами и создающих условия для их (корпусов 3 и 16) физического перемещения друг относительно друга под действием сил постоянного магнитного поля ПМП 9, образованного узлами М1 8 и М2 15, и завершения ПАП после достижения такой ориентации узлов ПК 6 и ВК 17, при которой текущая эффективность БПЭ достигает уровня/значения, достаточного для поддержки заданного/установленного режим заряда узла АКБ 22, а также активации узла АИ 12 в случаях возникновения таких АС, которые не могут быть устранены автоматически (с помощью ПАП), без участия физического лица/пользователя устройства.The functional diagram of the device for induction charging of the battery of a portable device (hereinafter referred to as the device) is shown in FIG. The device (figure 2) consists of a charging platform (ZP) 1, comprising a housing 3 with an integrated permanent magnet M1 8, a power supply unit (BEP) 13, an acoustic emitter (AI) 12, a current / voltage converter (PTN) 11, a vibration element (VE) 10, a primary coil (PC) 6, a current / voltage sensor (DTN) 5 and a charging platform controller (KZP) 4, which is connected with its fourth, third, first and second ports to the port of AI 12, with the port node VE 10, with the first port node PTN 11 and the first port of the node DTN 5, which is connected to the second port with the first port of the host PC 6, which is connected by the second port to the second port of the ПТН 11 host, which is connected by the third port to the second port of the BEP 13, which is configured to connect its first port to the power supply network (220 V) 14, and connected to it via wireless (inductive) coupling (by means of an electromagnetic field - EMF 7) of a portable device (PP) 2 comprising a housing 16, a secondary coil (VK) 17, a driver 18, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT) 21, a charge controller (KZ) 19 , battery (battery) 22 and indicator 20, which its input is connected to the first port of the KZ 19 node, which, with its second to fourth ports, is connected, respectively, to the battery assembly 22 and the first port of the BPHT 21, to the second port of the BPHT 21 and to the second port of the driver 18, which is connected to the first port with the second port of the VK 17 node, which is connected to the third port of the VRNT 21 node by the first port and configured to fix the housings 3 and 16 with each other using the permanent magnets M1 8 and M2 15 installed in them in the area of the node PC 6 and VK 17, and implemented QI of the wireless induction charging unit of the battery 22 according to the Qi type standard, in addition, the AI 12 unit is configured to generate and emit sound signals used to alert / attract the attention of the device user about the occurrence of violations of the induction charging of the battery unit 22, for example, in the case of termination of the wireless electric power transmission (BPE), KZP node 4 operates according to the program providing continuous monitoring of the WPT process efficiency and control of the battery charging mode during its induction charging with monitoring / detection of emergency situations (AS), in the event of which the current efficiency of the WPT and / or the charging mode of the battery assembly decreases below the permissible value, for example, due to violations of the rules / conditions for the placement / positioning of the nodes ZP 1 and PP 2 (nodes of PC 6 and VK 17), and activation of the automatic positioning procedure (PAP) of the PC 6 and VK 17 nodes, which ensures the elimination of arising AS without involving / participation of individuals, by creating using the VE node 10 mechanical vibrations dosed by time and intensity of action case 3 (unit ЗП 1), on which case 16 (unit ПП 2) is mounted / fixed, compensating / decreasing the adhesion / adhesion / friction force between these cases and creating conditions for their (buildings 3 and 16) physical movement relative to each other under the action of the forces of the constant magnetic field of the PMF 9 formed by the nodes M1 8 and M2 15, and the completion of the PAP after reaching such an orientation of the nodes of the PC 6 and VK 17, at which the current WPT efficiency reaches a level / value sufficient to support a given / set charge mode of the battery node 22, and that the activation unit 12 AI in cases of such speakers that can not be eliminated automatically (via PAP), without the participation of an individual / user devices.

Устройство (фиг.2) функционирует аналогично прототипу. Пользователь устройства для осуществления индукционной зарядки узла АКБ 22 размещает корпус 16 на корпусе 3. При этом, под действием силы притяжения постоянного магнитного поля (ПМП) 9, создаваемого постоянными магнитами М1 8 и М2 15, которые встроены, соответственно, в корпуса 3 и 16, обеспечивается фиксация зарядной платформы ЗП 1 и портативного прибора ПП 2. После установки корпуса 16 узла ПУ 2 на корпус 3 узла ЗП 1 происходит его идентификация, как устройства в соответствии со стандартным протоколом, предусмотренным спецификацией для Qi устройств. На этом этапе между ПУ 2 и ЗП 1 устанавливается энергетическая (для канала БПЭ) и коммуникационная (для канала обмена служебной информацией) связь. С помощью магнитов М1 8 и М2 15, встроенных, соответственно, в корпус 3 и корпус 16, обеспечивается «грубое» взаимное позиционирование и фиксация узлов ПП 2 и ЗП 1. При этом узлы ПК 6 и ВК 17 должны располагаться друг напротив друга на минимальном расстоянии, что обеспечивает оптимальные условия осуществления БПЭ и индукционной зарядки узла АКБ 22, которая осуществляется согласно спецификации стандарта Если при подключении узла ПП 2 к узлу ЗП 1 допущены нарушения в их взаимном позиционировании (например, из-за небрежности пользователя устройства) или в процессе индукционной зарядки устройство подвергается внешним механическим воздействиям типа ударов или интенсивным вибрациям, при которых взаимная ориентация/позиционирование узлов ПК 6 и ВК 17 нарушается так, что возникают АС, приводящие к снижению эффективности БПЭ и/или к изменению (прекращению) режима зарядки узла АКБ 22, то узлом КЗП 4, обеспечивающим постоянный мониторинг эффективности процесса БПЭ в ходе индукционной зарядки АКБ 22, запускается ПАП - процедура автоматической (без участия пользователя устройства) настройки/подстройки/оптимизации/уточнения взаимной ориентации узлов ЗП 1 и ПП 2 (узлов ПК 6 и ВК 17). Для этого, узел КЗП 3 активирует узел ВЭ 10, с помощью которого создаются дозированные/нормированные по времени и интенсивности механические вибрации корпуса 3 (узла ЗП 1), на котором установлен/зафиксирован корпус 16 (узел ПП 2), обеспечивающие компенсацию/устранение/снижение сил сцепления/адгезии/трения между корпусами 3 и 16 (узлами ЗП 1 и ПП 2). Этим самым создаются условия для физических микроперемещениц (около 1 мм) корпусов ЗП 1 и ПП 2 друг относительно друга под действием сил постоянного магнитного поля ПМП 9, создаваемого узлами М1 8 и М2 15. Образно говоря, на каждом первом полуцикле вибрации происходит, как бы «подбрасывание» корпуса 16, но он не «улетает», поскольку удерживается силами тяжести и ПМП 9. Затем, на каждом втором полуцикле вибраций, «падение» корпуса 16 происходит со смещением, вызванным действием силы ПМП 9, имеющей градиент (направленность магнитных силовых линий), организованный таким образом, что силы притяжения стремятся зафиксировать узлы М1 8 и М2 15 строго в определенном/заданном положении, например, друг напротив друга полюсов этих магнитов. При достижении такой ориентации узлов М1 8 и М2 15, интегрированных в корпуса 3 и 16, обеспечивается также необходимое взаимное позиционирование и узлов ПК 6 и ВК 15. Таким образом, использование вибраций корпусов 3 и 16 в сочетании с действием сил ПМП 9 обеспечивает возможность выполнения автоматического, без участия оператора, взаимного позиционирования узлов ПК 6 и ВК 15 с высокой точностью, что является достаточным условием для обеспечения высокой эффективности БПЭ и поддержания установленного/требуемого режима зарядки узла АКБ 22. При этом, завершение ПАП осуществляется после достижения такой ориентации узлов ПК 6 и ВК 17, при которой текущая эффективность БПЭ достигает уровня/значения, достаточного для поддержки заданного/установленного режим заряда узла АКБ 22, При возникновении АС, которые не могут быть устранены ресурсами устройства, то есть, в случаях возникновения таких АС, которые не могут быть устранены автоматически, с помощью ПАП, например, в случаях значительного удаления корпусов 2 и 16 друг от друга, узлом КЗП 4 активируется узел АИ 12, который обеспечивает формирование акустических/звуковых сигналов, сигнализирующих (привлекающих внимание физических лиц) о фатах возникновении неисправностей в системе индукционной зарядки устройства.The device (figure 2) functions similarly to the prototype. The user of the device for carrying out induction charging of the battery assembly 22 places the housing 16 on the housing 3. At the same time, under the influence of the attractive magnetic field (PMF) 9 created by the permanent magnets M1 8 and M2 15, which are built into the housings 3 and 16, respectively It ensures the fixing of the charging platform ЗП 1 and the portable device ПП 2. After installation of the housing 16 of the ПУ 2 assembly on the housing 3 of the ЗП 1 assembly, it is identified as a device in accordance with the standard protocol provided for by the specification for Qi devices. At this stage, between the PU 2 and ZP 1, energy (for the WPT channel) and communication (for the service information exchange channel) communication is established. Using magnets M1 8 and M2 15, respectively integrated in the housing 3 and housing 16, a “rough” mutual positioning and fixing of the PP 2 and ZP 1 nodes is ensured. In this case, the PC 6 and VK 17 nodes must be located opposite each other at the minimum distance, which provides optimal conditions for the implementation of the WPT and induction charging of the battery assembly 22, which is carried out according to the specification of the standard If, when connecting the PP 2 unit to the PS 1 unit, violations of their mutual positioning are possible (for example, due to the carelessness of the device user) or and in the process of induction charging, the device is subjected to external mechanical influences such as shock or intense vibrations, in which the mutual orientation / positioning of the PC 6 and VK 17 nodes is violated so that speakers appear, leading to a decrease in the WPT efficiency and / or a change (termination) of the charging mode of the battery 22 unit, then the KZP 4 node, which provides constant monitoring of the WPT process efficiency during the induction charging of the battery 22, the PAP is launched - the procedure for automatic (without user intervention) settings / subst oyki / optimization / clarify the mutual orientation of the RFP units 1 and PP 2 (PC nodes 6 and VC 17). To do this, the KZP node 3 activates the VE 10 node, with the help of which the mechanical vibrations of the case 3 (unit of the ЗП 1), on which the case 16 is installed / fixed (the ПП 2 node), providing compensation / elimination / are created / reduction of adhesion / adhesion / friction forces between buildings 3 and 16 (nodes ZP 1 and PP 2). This creates the conditions for physical micromoving (about 1 mm) of the cases ЗП 1 and ПП 2 relative to each other under the action of the forces of the constant magnetic field ППМ 9 created by the nodes М1 8 and М2 15. Figuratively speaking, vibration occurs on every first half-cycle, as if “Tossing” the case 16, but it does not “fly away”, because it is held by the forces of gravity and the PMF 9. Then, on every second half-cycle of vibrations, the “fall” of the housing 16 occurs with a displacement caused by the action of the force of the PMP 9, which has a gradient (directivity of magnetic force lines), org analyzed in such a way that the attractive forces tend to fix the nodes M1 8 and M2 15 strictly in a certain / predetermined position, for example, opposite each other poles of these magnets. When this orientation is achieved, the nodes M1 8 and M2 15 integrated in the housings 3 and 16, the necessary mutual positioning of the nodes PC 6 and VK 15 is also provided. Thus, the use of vibrations of the housings 3 and 16 in combination with the action of the forces of the PMF 9 makes it possible to perform automatic, without operator intervention, mutual positioning of the PC 6 and VK 15 nodes with high accuracy, which is a sufficient condition for ensuring high WPT efficiency and maintaining the established / required charging mode of the battery assembly 22. At the same time, PAP is completed after the orientation of the PC 6 and VK 17 nodes is reached, at which the current WPT efficiency reaches a level / value sufficient to support the given / set charge mode of the battery assembly 22, when there are speakers that cannot be eliminated by the device’s resources, i.e. , in cases of the occurrence of such speakers that cannot be eliminated automatically using PAP, for example, in cases of significant removal of buildings 2 and 16 from each other, the KZP node 4 activates the AI node 12, which ensures the formation of a horn / sound signals signaling (attracting the attention of individuals) about the occurrence of faults in the induction charging system of the device.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данного устройства, является повышение надежности индуктивной зарядки аккумуляторной батареи (ИЗАБ) за счет постоянного контроля и автоматического поддержания условий, обеспечивающих высокий уровень эффективности БИЗ (высокой точности позиционирования узлов ПК 6 и ВК 17). Это достигается путем постоянного мониторинга эффективности ИЗАБ с выявлением аварийных ситуаций (АС), при которых текущее значение эффективности ИЗАБ снижается ниже допустимого значения и/или нарушается установленный/заданный режим зарядки узла АКБ 22, с последующим устранением возникающих АС с помощью ПАП, реализующей точное позиционирование узлов ПК 6 и ВК 17 и выполняемой без участия физических лиц, а также, формирования/излучения акустических сигналов (с помощью узла АС 12) для своевременного привлечения внимания физических лиц о фактах возникновения таких АС, которые не могут быть устранены автоматически (с помощью ПАП).The technical result achieved when using this device is to increase the reliability of inductive charging of the battery (IZAB) due to constant monitoring and automatic maintenance of conditions that ensure a high level of efficiency of the IED (high accuracy of positioning of PC 6 and VK 17 nodes). This is achieved by constantly monitoring the effectiveness of the ISAB with the identification of emergency situations (AC), in which the current value of the effectiveness of the ISAB decreases below the permissible value and / or the set / specified charging mode of the battery assembly 22 is violated, with the subsequent elimination of the arising AS using the PAP that implements accurate positioning nodes of PC 6 and VK 17 and performed without the participation of individuals, as well as the generation / emission of acoustic signals (using the AC 12 node) to timely attract the attention of individuals about ah of such speakers that can not be eliminated automatically (via PAP).

В предлагаемом устройстве индукционной зарядки аккумуляторной батареи портативного прибора (далее - устройство) обеспечивается следующее сочетание отличительных признаков и свойств.In the proposed device, the induction charging of the battery of a portable device (hereinafter - the device) provides the following combination of distinctive features and properties.

В состав зарядной платформы ЗП 1 устройства дополнительно введены виброэлемент (ВЭ) 10 и акустический излучатель (АИ) 12, который своим входом соединен с третьим портом узла КЗП 4, который четвертым портом соединен с портом узла ВЭ 10.The vibrating element (VE) 10 and acoustic emitter (AI) 12, which is connected to the third port of the KZP node 4, which is connected to the port of the VE 10 node by the fourth port, are additionally introduced into the charging platform of the power supply unit 1 of the device.

Узел КЗП 4 функционирует по программе обеспечивающей постоянный мониторинг процесса БПЭ и контроль режима зарядки узла АКБ 22 с возможностью выявления аварийных ситуаций (АС), при которых текущая эффективность БПЭ снижается ниже допустимого значения и/или нарушается режим зарядки узла АКБ 22, например, из-за нарушений взаимного позиционирования узлов ПК 6 и ВК 17, устранения АС без участия физических лиц с помощью процедуры автоматического позиционирования (ПАП) узлов ПК 6 и ВК 17, реабилитирующей/восстанавливающей процесс БПЭ с эффективностью, достаточной для поддержки заданного/требуемого режима зарядки узла АКБ 22, выполняемой путем физического смещения/перемещения корпусов ЗП и ПП друг относительно друга с помощью узла ВЭ 10, создающего дозированные по времени и интенсивности механические вибрации корпуса узла ЗП 1 (вместе с установленным на нем ПП 2), обеспечивающие компенсацию/устранение/снижение сил трения между корпусами 3 и 16 (узлов ЗП 1 и ПП 2) и, тем самым, создающие условия для их перемещения друг относительно друг и точного взаимного позиционирования узлов ПК 6 и ВК 17 под действием сил постоянного магнитного поля ПМП 9, создаваемого узлами М1 8 и М2 15, завершения ПАП после достижения такой ориентации узлов ПК 6 и ВК 17, при которой текущая эффективность БПЭ достигает уровня/значения, достаточного для поддержки заданного/установленного режим заряда узла АКБ 22, и активации узла АИ 12, обеспечивающего излучение акустических/звуковых сигналов для привлечения внимания пользователя/физического лица/оператора устройства в случаях возникновения АС, при которых процессы БПЭ и режим заряда узла АКБ 22 не могут быть автоматически, с помощью ПАП, настроены/восстановлены с требуемой эффективностью, например, из-за большого удаления корпусов ЗП 1 и ПП 2.Node KZP 4 operates according to the program providing constant monitoring of the WPT process and control of the charging mode of the battery 22 unit with the possibility of detecting emergency situations (AC), in which the current efficiency of the WPT decreases below the permissible value and / or the charging mode of the battery 22 unit is violated, for example, for violations of the mutual positioning of the PC 6 and VK 17 nodes, elimination of AS without the participation of individuals using the automatic positioning procedure (PAP) of the PC 6 and VK 17 nodes, which rehabilitates / restores the WPT process with efficiency sufficient to support the specified / required charging mode of the battery assembly 22, performed by physically displacing / moving the housings ЗП and ПП relative to each other with the help of the unit ВЭ 10, which creates the mechanical vibrations of the case of the unit ЗП 1 dosed in time and intensity (together with installed on it PP 2), providing compensation / elimination / reduction of friction forces between the housings 3 and 16 (nodes ZP 1 and PP 2) and, thereby, creating conditions for their movement relative to each other and accurate mutual positioning of the nodes PC 6 and VK 17 by the action of the forces of the constant magnetic field of the PMF 9 created by the nodes M1 8 and M2 15, the completion of the PAP after reaching such an orientation of the PC 6 and VK 17 nodes, at which the current WPT efficiency reaches a level / value sufficient to support the given / set charge mode of the battery assembly 22 , and activation of the AI 12 node, which emits acoustic / sound signals to attract the attention of the user / individual / operator of the device in cases of emergence of AS, in which the WPT processes and the charge mode of the battery node 22 cannot be automatically matically by PAP, configured / restored at the desired efficiency, for example, because of the large deletion housings 1 PO and PP 2.

Введение и использование указанных признаков и свойств позволяют существенно расширить функциональные возможности известного устройства, связанных с повышением эффективности контроля и управления процессом беспроводной передачи электроэнергии и автоматическим поддержанием требуемых/заданных режимов индукционной зарядки аккумуляторной батареи.The introduction and use of these signs and properties can significantly expand the functionality of the known device associated with increasing the efficiency of monitoring and control of the process of wireless power transmission and automatic maintenance of the required / specified modes of induction charging of the battery.

Сочетание отличительных признаков и свойств, предлагаемого устройства индукционной зарядки аккумуляторной батареи портативного прибора, из техники не известно, поэтому оно соответствует критерию новизны. При этом, для достижения максимального эффекта по расширению функциональных возможностей известного устройства, направленных на повышение эффективности контроля процесса беспроводной передачи электрической энергии и автоматической поддержки требуемых/заданных режимов индукционной зарядки аккумуляторной батареи, необходимо использовать всю совокупность отличительных признаков и свойств, указанных выше.The combination of distinctive features and properties of the proposed device for the induction charging of the battery of a portable device is not known from the technology, therefore it meets the criterion of novelty. At the same time, to achieve the maximum effect on expanding the functionality of the known device, aimed at increasing the efficiency of monitoring the process of wireless transmission of electric energy and automatically supporting the required / specified modes of induction charging of the battery, it is necessary to use the whole set of distinguishing features and properties mentioned above.

Обобщенный алгоритм функционирования предлагаемого устройства может быть представлен в следующем виде.A generalized algorithm for the functioning of the proposed device can be presented in the following form.

- Начало;- Start;

- Шаг-1. Подготовка к зарядке узла АКБ 22: подключение узла ЗП 1 к электросети 14, установка корпуса 16 узла ПП 2 на корпусе 3 узла ЗП 1, фиксация корпусов 3 и 16 с помощью магнитов М1 8 и М2 15, и переход к шагу 2.- Step 1. Preparation for charging the battery assembly 22: connecting the ЗП 1 node to the power supply 14, installing the case 16 of the ПП 2 node on the case 3 of the ЗП 1 node, fixing the cases 3 and 16 using magnets М1 8 and М2 15, and proceeding to step 2.

- Шаг-2. Проверка-1: беспроводная/индуктивная связь между узлами ПП 2 и ЗП 1 есть? - Если да, то переход к шагу 3, если нет, то возврат к шагу-1;- Step 2. Check-1: is there a wireless / inductive connection between the nodes of PP 2 and GP 1? - If yes, then go to step 3, if not, then return to step-1;

- Шаг-3. Настройка: активация узла ВЭ 10, запуск ПАП и уточнение взаимного положения узлов ПК 6 (ЗП 1) и ВК 17 (ПП 2) для достижения эффективности БПЭ между ПП 2 и ЗП 1 до требуемого уровня, переход к шагу 4;- Step 3. Tuning: activation of the VE 10 node, start of the PAP and clarification of the relative position of the nodes of PC 6 (ZP 1) and VK 17 (PP 2) to achieve the WPT efficiency between PP 2 and ZP 1 to the required level, go to step 4;

- Шаг-4. Проверка-2. Требуемый уровень эффективности БПЭ достигнут? - Если нет, то активация узла АИ 12 и переход к шагу 2, если - ДА, то переход к шагу 5;- Step 4. Check-2. Is the required level of WPT efficiency achieved? - If not, then activate the AI 12 node and go to step 2, if - YES, then go to step 5;

- Шаг-5. Индукционная зарядка с мониторингом эффективности процесса БПЭ и осуществление режима зарядки узла АКБ 22 в соответствии с установленным алгоритмом, переход к шагу 6;- Step 5. Induction charging with monitoring the efficiency of the WPT process and implementing the charging mode of the battery assembly 22 in accordance with the established algorithm, go to step 6;

- Шаг-6. Проверка-3. Аварийная ситуация есть? - Если да, то запуск ПАП и переход к шагу 4, если нет, то переход к шагу 7;- Step 6. Check-3. Is there an emergency? - If yes, then start PAP and go to step 4; if not, go to step 7;

- Шаг-7. Проверка-4. Алгоритм зарядки узла АКБ 22 завершен? - Если нет, то переход к шагу 5, если - ДА, то переход к шагу 8;- Step 7. Check-4. Is the charging algorithm for the battery assembly 22 complete? - If not, then go to step 5, if - YES, then go to step 8;

- Шаг-8. Завершение работы. Выключение процесса БПЭ.- Step 8. Shutdown. Shutting down the WPT process.

- Конец.- The end.

Узлы корпуса 3, КЗП 4, ДТН 5, ПК 6, М1 8, ПТН 11, БЭП 14 и ПП 2 могут быть аналогичными соответствующим признакам прототипа и не требуют значительной доработки при реализации предлагаемого технического решения.The nodes of the housing 3, KZP 4, DTN 5, PK 6, M1 8, PTN 11, BEP 14 and PP 2 can be similar to the corresponding features of the prototype and do not require significant refinement when implementing the proposed technical solution.

Узел КЗП также может быть реализован на основе PIC-контроллеров, известных из [Л12].The KZP node can also be implemented on the basis of PIC controllers known from [L12].

Узел ВЭ 10 может быть реализован на основе миниатюрных изделий типа виброзвонков [Л13], широко используемых для сигнализации входящих вызовов в мобильных телефонах.Node VE 10 can be implemented on the basis of miniature products such as vibrating bells [L13], which are widely used for signaling incoming calls in mobile phones.

В качестве узла АИ 12 могут быть использованы миниатюрные пьезозвонки типа ЗП-2 [Л14].As a node AI 12 can be used miniature piezo-type ZP-2 [L14].

Для реализации узлов предлагаемого устройства с необходимыми признаками и свойствами, также могут быть использованы решения и программные процедуры, известные из авторских программ для ЭВМ [Л15-Л18] и авторских технических решений [Л19-Л23].To implement the nodes of the proposed device with the necessary features and properties, solutions and software procedures known from the author's computer programs [L15-L18] and author's technical solutions [L19-L23] can also be used.

На основе приведенных данных можно заключить, что предлагаемая полезная модель устройства индукционной зарядки аккумуляторной батареи портативного прибора, за счет использования указанных выше отличительных признаков и свойств и реализации достигаемого технического результата, позволяет успешно решить поставленную задачу, связанную с повышением, эффективности применения ПЭП, в том числе, эксплуатируемых в СУСС. При этом, повышение надежности и удобства применения предлагаемого устройства достигается за счет использования ПАП, позволяющей устранять АС без участия физических лиц/пользователей устройства путем осуществления автоматического взаимного позиционирования узлов ПК 7 (ЗП 1) и ВК 17 (ПУ 2) с высотой точностью, что обеспечивает создание и поддержание условий для индукционной зарядки узла АКБ 22 с высокой эффективностью.Based on the data presented, we can conclude that the proposed utility model of the device for induction charging the battery of a portable device, through the use of the above distinguishing features and properties and the implementation of the achieved technical result, allows us to successfully solve the problem associated with increasing the efficiency of the application of probes, the number operated in SUSS. At the same time, improving the reliability and usability of the proposed device is achieved through the use of PAP, which allows to eliminate speakers without the participation of individuals / users of the device by automatically positioning the nodes PC 7 (ZP 1) and VK 17 (PU 2) with a height accuracy that provides the creation and maintenance of conditions for induction charging of the battery assembly 22 with high efficiency.

Приведенные средства, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, позволяют обеспечить ее промышленную применимость.The above means, with which it is possible to implement a utility model, make it possible to ensure its industrial applicability.

Основные узлы предлагаемого устройства индукционной зарядки аккумуляторной батареи портативного прибора изготовлены, экспериментально испытаны и могут быть использованы при создании серийных образцов. Производимые системы могут быть использованы для заряда аккумуляторных батарей (АКБ), обеспечивающих электропитание различных технических устройств и систем, преимущественно, мобильных/портативных устройств/приборов, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и удобству применения, в том числе, в СУСС. Разработанное авторами техническое решение обеспечивает повышение, как надежности системы электропитания ПЭП, функционирующего от встроенной АКБ, так и повышение эффективности применения ПЭП, особенно, при его эксплуатации в СУСС. Предлагаемое техническое решение будет востребовано широким кругом пользователей различных технических устройств и систем, функционирующих автономно с электропитанием от встроенных АКБ, особенно, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и эффективности применения в сложных условиях эксплуатации. Использование данного технического решения обеспечивает существенное повышение надежность функционирования и эффективности применения, как потребительской радиоэлектронной аппаратуры, так и техники специального назначения, особенно, при ее эксплуатации в сложных условиях.The main nodes of the proposed device for the induction charging of the battery of a portable device are made, experimentally tested and can be used to create serial samples. The systems produced can be used to charge batteries (batteries) that provide power to various technical devices and systems, mainly mobile / portable devices / devices, which are subject to increased requirements for reliability and ease of use, including in the CCSS. The technical solution developed by the authors provides an increase in both the reliability of the power supply system of the probes operating from the built-in battery, and an increase in the efficiency of the use of probes, especially during its operation in the SSS. The proposed technical solution will be in demand by a wide range of users of various technical devices and systems that operate autonomously with power from built-in batteries, especially those that are subject to increased requirements for reliability and efficiency in difficult operating conditions. The use of this technical solution provides a significant increase in the reliability of operation and the effectiveness of the application of both consumer electronic equipment and special-purpose equipment, especially when it is used in difficult conditions.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИUSED SOURCES

1. Мобильный телефон HTC X515m EVO 3D, http://electronics.Wikimart.ru/communication/cell/model/5667000/mobilnyj_telefon_htc_evo_3d/1. Mobile phone HTC X515m EVO 3D, http://electronics.Wikimart.ru/communication/cell/model/5667000/mobilnyj_telefon_htc_evo_3d/

2. Зарядка литий-полимерных аккумуляторов, http://2a3a.ru/li-po/2. Charging lithium-polymer batteries, http://2a3a.ru/li-po/

3. Портативная радиостанция Vector VT-44 master, http://www.radioprofi3. Portable radio station Vector VT-44 master, http: //www.radioprofi

4. Беспроводная передача электричества, http://www.genon.ru/GetAnswer.aspx?qid=e3297268-c8d5-4308-8f5b-7c9592e701fb4. Wireless transmission of electricity, http://www.genon.ru/GetAnswer.aspx?qid=e3297268-c8d5-4308-8f5b-7c9592e701fb

5. Беспроводная передача энергии и беспроводные зарядные устройства http://Venture-biz.ru/tekhnologii-innovatsii/152-besprovodnaya-peredacha5. Wireless power transmission and wireless chargers http://Venture-biz.ru/tekhnologii-innovatsii/152-besprovodnaya-peredacha

6. Стандарт Qi, http://ru.wikipedia.org/wiki/Qi_(%D1%81%D1%82%D0% B0%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%82_%D0%BF%D0%B8% D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F)6. Qi standard, http://ru.wikipedia.org/wiki/Qi_(%D1%81%D1%82%D0% B0% D0% BD% D0% B4% D0% B0% D1% 80% D1% 82_% D0% BF% D0% B8% D1% 82% D0% B0% D0% BD% D0% B8% D1% 8F)

7. Устройство, система для передачи электромагнитной энергии, а также способ, позволяющий осуществлять эту передачу, патент RU 2009114693 A, дата публикации 27.10.2010 г.7. A device, a system for transmitting electromagnetic energy, as well as a method allowing this transfer, patent RU 2009114693 A, publication date 10.27.2010

8. Система и способ индуктивной зарядки аккумулятора, патент на изобретение №2009115795 A, дата публикации заявки: 20.11.2010 г.8. System and method for inductive charging of a battery, patent for invention No. 2009115795 A, publication date of application: November 20, 2010

9. Индукционная беспроводная зарядка стандарта Qi, http://tigors.net/qi-wireless-induction-charger/9. Induction wireless charging Qi standard, http://tigors.net/qi-wireless-induction-charger/

10. Стандарт QI: зарядка мобильных устройств без проводов, http://www.chip.ua/stati/go-digital/2012/12/standart-qi-zaryadka-mobilnyh-ustroistv-bez-provodov10. QI standard: charging mobile devices wirelessly, http://www.chip.ua/stati/go-digital/2012/12/standart-qi-zaryadka-mobilnyh-ustroistv-bez-provodov

11. Беспроводное зарядное устройство смартфона Nokia Lumia 920 http://habrahabr.ru/company/Nokia/blog/153909/,11. The wireless charger of the smartphone Nokia Lumia 920 http://habrahabr.ru/company/Nokia/blog/153909/,

12. Микроконтроллеры серии PIC18FX5XX с поддержкой шины USB 2.0, http://www.trt.ru/products/microchip/pic18_2.htm12. Microcontrollers of the PIC18FX5XX series with support for USB 2.0 bus, http://www.trt.ru/products/microchip/pic18_2.htm

13. Виброзвонки SonyEricsson, http://www.lcd1.ru/catalog/45884/40026/29/23453/13. Vibration alerts SonyEricsson, http://www.lcd1.ru/catalog/45884/40026/29/23453/

14. Пьезозвонки, http://www.avrora-binib.ru/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=12&Itemid=2314. Pie calls, http://www.avrora-binib.ru/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=12&Itemid=23

15. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Драйвер светоиндикаторного устройства», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, №2011610487 от 13.11.2010 г.15. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, computer program “Light Indicator Driver”, Certificate of State Registration in FIPS of the Russian Federation, No. 20111610487 of November 13, 2010

16. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Программа автоматизированной обработки данных», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ №2009613019 от 10.06.2009 г.16. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, computer program “Automated data processing program”, State Registration Certificate with FIPS of the Russian Federation No. 20099613019 dated June 10, 2009

17. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Менеджер сенсора», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ.17. FSUE “18 Central Research Institute” of the RF Ministry of Defense, computer program “Sensor Manager”, Certificate of State Registration at FIPS of the Russian Federation.

18. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Программа приема и обработки аналоговых сигналов», Свидетельство о регистрации в ФИПС РФ, №2011610486 от 11.01.2011 г.18. FSUE "18 Central Research Institute" of the RF Ministry of Defense, computer program "Program for the reception and processing of analog signals", Certificate of registration with the FIPS of the Russian Federation, No. 20111610486 dated January 11, 2011

19. Войсковая часть 11135 (RU), Патент на изобретение №2289856 «Устройство индикации», зарегистрирован 20.12.2006 г.19. Military unit 11135 (RU), Patent for invention No. 2289856 “Indication device”, registered on December 20, 2006.

20. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №98641 «Устройство заряда никель-кадмиевых аккумуляторов и контроля их работоспособности», зарегистрирован от 20 октября 2010 г.20. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, patent for utility model No. 98641 “Device for charging nickel-cadmium batteries and monitoring their health”, registered on October 20, 2010

21. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №114226 «Устройство обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности», зарегистрирован от 10 марта 2012 г.21. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, patent for utility model No. 114226 “Device for servicing the battery and monitoring its operability”, registered on March 10, 2012

22. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №114227 «Устройство заряда аккумулятора и защиты его от перегрузок», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 марта 2012 г.22. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, patent for utility model No. 114227 “Device for charging the battery and protecting it from overloads”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on March 10, 2012

23. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель №114228 «Устройство заряда элемента аккумулятора с ограничением и сигнализацией его токовых перегрузок», зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 марта 2012 г.23. FSUE “18 Central Research Institute” of the Ministry of Defense of the Russian Federation, patent for utility model No. 114228 “Battery charge device with limitation and signaling of its current overloads”, is registered in the State Register of Utility Models of the Russian Federation on March 10, 2012

Claims (1)

Устройство индукционной зарядки аккумуляторной батареи портативного прибора, состоящее из зарядной платформы (ЗП), содержащей корпус, блок электропитания (БЭП), преобразователь тока/напряжения (ПТН), первичную катушку (ПК), датчик тока/напряжения (ДТН) и контроллер зарядной платформы (КЗП), который своими первым и вторым портами соединен, соответственно, с первым портом узла ПТН и с первым портом узла ДТН, который своим вторым портом соединен с первым портом узла ПК, который вторым портом соединен со вторым портом узла ПТН, который третьим портом соединен со вторым портом узла БЭП, который выполнен с возможностью подключения своим первым портом к электросети 220 В, и связанного с ней беспроводным способом (посредством индуктивной связи) портативного прибора (ПП), содержащего корпус, вторичную катушку (ВК), драйвер, выпрямитель/регулятор напряжения/тока (ВРНТ), контроллер заряда (КЗ), аккумуляторную батарею (АКБ) и индикатор, который своим входом соединен с первым портом узла КЗ, который своими со второго по четвертый портами соединен соответственно с узлом АКБ и первым портом узла ВРНТ, со вторым портом узла ВРНТ и со вторым портом узла драйвера, который первым портом соединен со вторым портом узла ВК, который первым портом соединен с третьим портом узла ВРНТ, и выполненное с возможностью фиксации между собой корпусов ЗП и ПП с помощью встроенных в них постоянных магнитов (ПМ) и осуществления беспроводной индукционной зарядки узла АКБ по стандарту типа Qi, отличающееся тем, что в состав узла ЗП дополнительно введены виброэлемент (ВЭ) и акустический излучатель (АИ), который своим входом соединен с четвертым портом узла КЗП, который третьим портом соединен с портом узла ВЭ, при этом узел КЗП функционирует по программе, обеспечивающей постоянный мониторинг процесса БПЭ и контроль режима зарядки узла АКБ с возможностью выявления аварийных ситуаций (АС), при которых текущая эффективность БПЭ снижается ниже допустимого значения и/или нарушается заданный режим заряда узла АКБ, устранения возникающих АС процедурой автоматического позиционирования (ПАП) узлов ЗП/ПК и ПП/ВК, включающей создание с помощью узла ВЭ механических вибраций, которые вызывают снижение силы сцепления/трения между соединенными вместе корпусами ЗП и ПП и создают условия для их физического смещения/перемещения относительно друг друга под действием силы постоянного магнитного поля постоянных магнитов, встроенных в эти корпуса, завершение ПАП после достижения такой ориентации узлов ПК и ВК, при которой текущая эффективность БПЭ достигает уровня/значения, достаточного для поддержки заданного режима зарядки узла АКБ, и активации узла АИ, обеспечивающего излучение акустических/звуковых сигналов для привлечения внимания физических лиц, в случаях возникновения АС, которые не могут быть устранены с помощью процедуры автоматического позиционирования узлов ЗП/ПК и ПП/ВК.
Figure 00000001
A portable device’s induction battery charging device consisting of a charging platform (ZP) comprising a housing, a power supply unit (BEP), a current / voltage converter (PTN), a primary coil (PC), a current / voltage sensor (DTN), and a charging platform controller (KZP), which with its first and second ports is connected, respectively, with the first port of the PTN node and with the first port of the DTN node, which with its second port is connected with the first port of the PC node, which the second port is connected to the second port of the PTN node, which is third in the volume is connected to the second port of the BEP node, which is configured to connect its first port to a 220 V power supply network and a portable device (PP) connected wirelessly (via inductive coupling), comprising a housing, a secondary coil (VK), a driver, a rectifier / voltage / current regulator (VRNT), charge controller (short circuit), battery (battery) and an indicator that is connected via its input to the first port of the short circuit node, which is connected with its second through fourth ports to the battery node and the first port of the node RNT, with the second port of the VRNT node and with the second port of the driver node, which is connected to the second port of the VC node by the first port, which is connected to the third port of the VRNT node by the first port, and which is capable of fixing the ZP and PP cases together using the built-in permanent magnets (PM) and wireless induction charging of the battery assembly according to the Qi type standard, characterized in that the vibrational element (VE) and acoustic emitter (AI) are additionally included in the RF assembly, which is connected to the fourth port of node K by its input P, which is connected to the port of the VE node by the third port, while the KZP node operates according to a program that provides constant monitoring of the WPT process and control of the charging mode of the battery node with the possibility of detecting emergency situations (AC), at which the current WPT efficiency decreases below the permissible value and / or the set charge mode of the battery assembly is violated, the arising AS is eliminated by the automatic positioning (PAP) procedure of the ZP / PC and PP / VK nodes, including the creation of mechanical vibrations with the help of the VE node, which cause a decrease in the adhesion / friction forces between the ZP and PP cases connected together and create conditions for their physical displacement / movement relative to each other under the action of the constant magnetic field of the permanent magnets built into these cases, the completion of the PAP after reaching such an orientation of the PC and VK nodes, in which the current WPT efficiency reaches a level / value sufficient to support a given charging mode of the battery assembly, and activation of the AI assembly, which emits acoustic / sound signals to attract the attention of physical viduals, in cases of AS that can not be eliminated by the automatic positioning procedure nodes CP / PC and PP / VC.
Figure 00000001
RU2013126817/07U 2013-06-11 2013-06-11 ELECTRONIC BATTERY INDUCTION CHARGING DEVICE RU133368U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126817/07U RU133368U1 (en) 2013-06-11 2013-06-11 ELECTRONIC BATTERY INDUCTION CHARGING DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013126817/07U RU133368U1 (en) 2013-06-11 2013-06-11 ELECTRONIC BATTERY INDUCTION CHARGING DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU133368U1 true RU133368U1 (en) 2013-10-10

Family

ID=49303561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013126817/07U RU133368U1 (en) 2013-06-11 2013-06-11 ELECTRONIC BATTERY INDUCTION CHARGING DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU133368U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2566792C1 (en) * 2014-05-23 2015-10-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Mobile communication device with wireless communication unit and wireless energy receiver
RU2673457C1 (en) * 2015-04-29 2018-11-27 Конинклейке Филипс Н.В. Inductive wireless transfer of power with the use of interconnection with time slots
RU2691970C2 (en) * 2014-10-27 2019-06-19 Конинклейке Филипс Н.В. Wireless inductive power transmission
RU2768911C2 (en) * 2017-08-29 2022-03-25 Нв Бекаэрт Са Plant for welding and grinding wire

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2566792C1 (en) * 2014-05-23 2015-10-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Mobile communication device with wireless communication unit and wireless energy receiver
RU2691970C2 (en) * 2014-10-27 2019-06-19 Конинклейке Филипс Н.В. Wireless inductive power transmission
RU2673457C1 (en) * 2015-04-29 2018-11-27 Конинклейке Филипс Н.В. Inductive wireless transfer of power with the use of interconnection with time slots
RU2768911C2 (en) * 2017-08-29 2022-03-25 Нв Бекаэрт Са Plant for welding and grinding wire

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11757309B2 (en) Apparatus and method for detecting foreign objects in wireless power transmission system
JP6820053B2 (en) Wireless power transmitter and its control method
KR102055866B1 (en) Wireless power transmitter, wireless power receiver and method for controlling each thereof
CN105075066B (en) Wireless power transmitter, wireless power receiver and its control method
KR102023548B1 (en) Wireless power transmitter, wireless power receiver and method for controlling each thereof
KR101183664B1 (en) wireless power transmission apparatus using magnetic resonance induction capable of detecting obstacles
KR101470364B1 (en) Wireless charging device of the robot cleaner and controlling method thereof
CN102694425A (en) Wireless power receiving apparatus and power control method thereof
RU133368U1 (en) ELECTRONIC BATTERY INDUCTION CHARGING DEVICE
CN105515617B (en) Apparatus and method for transmitting/receiving PTU presence information in wireless charging network
WO2012074166A1 (en) Coil resonant coupler for short range wireless power transmission and apparatus for transmitting short range wireless power containing same
CN104823224A (en) Wireless power transmitter and receiver, and method for transmitting emergency information in wireless charging network
CN202260497U (en) Wireless charging device for wireless mouse/headset
RU133370U1 (en) PORTABLE BATTERY INDUCTIVE CHARGING SYSTEM
KR20120077444A (en) Multi-node wireless power transmission system and charging method therof based on battery information
CN104901372A (en) Wireless charging foreign matter detection apparatus and method
KR102039352B1 (en) Wireless power transmitter
CN106849215A (en) A kind of non-contact power charging system and method
CN109193974B (en) Method for optimizing wireless charging stability
RU137161U1 (en) WIRELESS CHARGING OF ELECTRONIC BATTERY BATTERY BY COMBINED AUTONOMOUS ELECTRIC POWER SOURCE
KR20120086092A (en) Multi-node wireless charging base station and charging method using magnetic resonance induction
CN104247204A (en) Display device, contactless power supply system equipped with display device, and television receiver equipped with display device
CN103779881A (en) Battery and charging system with battery
CN108155726B (en) Method and equipment for supplying power
CN206379747U (en) A kind of non-contact power charging system

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140612