无线电能传输系统技术方案

本实用新型专利技术公开无线电能传输系统。无线电能传输系统包括无线电能发射装置和无线电能接收装置，所述无线电能发射装置包括发射装置微控制单元、受所述发射装置微控制单元控制的发射装置功率模块和发射装置可见光通信及数据采集模块；本实用新型专利技术的无线电能传输系统采用了可见进行无线电能发射装置与无线电能接收装置之间实时通信、距离检测以及角度检测，由于可见光的特性不会产生电磁干扰，也不会因为电磁波影响到其他设备，设备之间没有相关串扰；从而达到极快的通信速率，最高可达10Gpbs以上。以上。以上。

【技术实现步骤摘要】
无线电能传输系统


[0001]本技术涉及电力电子
，尤其无线充电技术，更具体地，涉通过可见光实时通信实现无线电能传输系统。

技术介绍

[0002]随着近几年无线电能传输的兴起，无线电能传输功能在消费电子领域，工业领域等越来越普及，无线电能传输也慢慢走近我们的日常生活中。现有技术中的无线电能传输产品按距离可分为两种：一种是近距离无线电能传输技术，传输距离10mm以内，例如手机紧贴式的无线电能传输；另一种是远距离隔空无线电能传输技术，传输距离10mm以上，例如将无线电能传输器安装在非金属桌面下，穿透桌板对手机进行无线电能传输。
[0003]针对远距离无线电能传输技术，目前常用的有两种通信技术：一种是带内通信，这种通信方式随着充电距离增加，通信的难度越大，并伴随着功率的升高，通信对功率的传输影响也会越来越大，对电源的信号质量影响较大，此外通信速度比较慢，很多场合满足不了要求；另外一种是蓝牙或2.4G通信方式，通信速度相对较快，但由于蓝牙传输协议和其他2.4G设备种类繁多，且都是共用这一频段的信号，不可避免会导致在这一频段的信号相互之间进行干扰；其次，蓝牙无线通信协议并不是一项免费的技术，任何使用蓝牙技术的厂商都要向蓝牙相关组织缴纳一笔专利费，而这部分费用通常也会体现在产品的成本中，导致成本增加。
[0004]现有无线电能传输系统包括接收电能的受电设备线圈模块和发射电能的充电线圈模块；充电时，若受电线圈模块与充电线圈模块位置相差时，电能传输效率会降低，产生较大的损耗，而以上现有的常用两种通信技术只能提供相关通信，无法做到距离检测及角度检测，从而需要增加额外的器件和设备来实现此功能。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术中的不足，而提供一种无线电能传输系统，该系统采用了可见光进行无线电能发射装置与无线电能接收装置实时通信、距离检测以及角度检测，从而提高了无线电能传输系统的充电效率、充电稳定性。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]无线电能传输系统，包括无线电能发射装置和无线电能接收装置，所述无线电能发射装置包括发射装置微控制单元、受所述发射装置微控制单元控制的发射装置功率模块和发射装置可见光通信及数据采集模块；所述无线电能接收装置包括接收装置微控制单元、受所述接收装置微控制单元控制接收装置功率模块和接收装置可见光通信及数据采集模块；所述发射装置微控制单元与所述接收装置功率模块之间通过无线传输功率，所述发射装置可见光通信及数据采集模块与所述接收装置可见光通信及数据采集模块之间通过可见光通信，并分别采集相关的光信息，再分别传送至发射装置微控制单元和接收装置微控制单元。
[0008]上述发射装置功率模块包括输入电源、滤波电路、逆变电路、谐振电容、发射线圈和驱动电路；所述输入电源经过滤波电路后接入到逆变电路，所述发射装置微控制单元通过控制驱动电路来控制逆变电路的场效应管导通或关闭，来实现将输入的直流电源转变为一定频率的交流电，再接入到谐振电容和发射线圈组成的谐振电路。
[0009]上述逆变电路为半桥逆变或全桥逆变。
[0010]上述接收装置功率模块包括接收线圈、谐振电容、整流电路、滤波电路和负载设备；所述接收线圈靠近发射线圈时，通过电磁感应，所述接收线圈中会产生一定的电流，从而将能量从发射装置转移到接收装置，经过所述谐振电容和整流电路转化为直流电，接到滤波电路，利用滤波电路将脉冲直流电压变为平滑的直流电压，输出到负载设备。
[0011]上述发射装置可见光通信及数据采集模块包括第一数模转换模块、第一驱动电路、第一发光二极管、第一光电探测模块、第一小信号放大电路、第一模数转换模块和第一滤波电路；所述发射装置微控制单元发出控制信号，控制信号经过第一数模转换将数字信号转换成模拟信号，所述模拟信号控制第一驱动电路第一发光二极管，将信息调制到第一发光二极管发出的可见光中；所述第一光电探测模块探测所述无线电能接收装置发射过来的可见光的强度，所述第一光电探测模块将光信号转变为电信号，所述电信号经过第一小信号放大电路得到放大后的电压信号，此电压信息分别经过第一模数转换得到可获得通信信息的数字信号，以及经过第一滤波电路得到滤除杂波的电压幅值信号，并传输至发射装置微控制单元；发射装置可见光通信及数据采集模块还包括第一入射角度分析电路和第一信号处理电路；所述第一光电探测模块探测所述无线电能接收装置发射过来可见光的角度，通过所述第一入射角度分析电路分析光的入射角度方位，经过第一信号处理电路将相关角度信号传送至发射装置微控制单元。
[0012]上述接收装置可见光通信及数据采集模块包括第二数模转换模块、第二驱动电路、第二发光二极管、第二光电探测模块、第二小信号放大电路，第二模数转换模块和第二滤波电路；所述接收装置微控制单元发出控制信号，所述控制信号经过第二数模转换模块将数字信号转换成模拟信号，控制第二驱动电路来驱动第二发光二极管将信息调制到第二发光二极管发出的可见光中；所述第二光电探测模块探测无线电能发射装置的第一发光二极管发射过来的可见光，并侦测可见光的强度，所述第二光电探测模块将光信号转变为电信号，电信号经过所述第二小信号放大电路得到放大后的电压信号，此电压信号分别经过第二模数转换得到可获得通信信息的数字信号，以及电压信号经过第二滤波电路得到滤除杂波的电压幅值信号并传输至接收装置微控制单元。
[0013]上述接收装置可见光通信及数据采集模块还包括第二入射角度分析电路和第二信号处理电路；所述第二光电探测模块探测所述无线电能发射装置发射过来可见光的角度，通过所述第二入射角度电路分析光的入射角度方位，经过第二信号处理电路将相关角度信号传送至接收装置微控制单元。
[0014]上述第一光电探测模块为光敏二极管、光敏三极管、光电探测器、光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电池能将光信号转化成电信号的器件或模块；所述第二光电探测模块为光敏二极管、光敏三极管、光电探测器、光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电池及能将光信号转化成电信号的器件或模块。
[0015]上述无线电能发射装置还包括与发射装置微控制单元连接的发射装置人机交互
模块，所述发射装置微控制单元输出相关信息到发射装置人机交互模块；所述无线电能接收装置还包括与接收装置微控制单元连接的接收装置人机交互模块，所述接收装置微控制单元输出相关信息到接收装置人机交互模块。
[0016]上述无线电能发射装置还包括第一带内通信调制模块和第一带内通信解调模块，所述第一带内通信调制模块将信息调制到发射装置功率模块中；所述无线电能接收装置还包括第二带内通信调制模块和第二带内通信解调模块，所述第二带内通信调制模块将信息调制到接收装置功率模块中。
[0017]本技术的有益效果：
[0018]1.本技术的无线电能传输系统采用了可见进行无线电能发射装置与无线电能接收装置之间实时通信、距离检测以及角度检测，由于可见光的特性不会产生电磁干扰，也不会因为电磁波影响到其他设备，设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无线电能传输系统，其特征在于：包括无线电能发射装置和无线电能接收装置，所述无线电能发射装置包括发射装置微控制单元、受所述发射装置微控制单元控制的发射装置功率模块和发射装置可见光通信及数据采集模块；所述无线电能接收装置包括接收装置微控制单元、受所述接收装置微控制单元控制接收装置功率模块和接收装置可见光通信及数据采集模块；所述发射装置微控制单元与所述接收装置功率模块之间通过无线传输功率，所述发射装置可见光通信及数据采集模块与所述接收装置可见光通信及数据采集模块之间通过可见光通信，并分别采集光信息，再分别传送至发射装置微控制单元和接收装置微控制单元。2.根据权利要求1所述无线电能传输系统，其特征在于：所述发射装置功率模块包括输入电源、滤波电路、逆变电路、谐振电容、发射线圈和驱动电路；所述输入电源经过滤波电路后接入到逆变电路，所述发射装置微控制单元通过控制驱动电路来控制逆变电路的场效应管导通或关闭，来实现将输入的直流电源转变为一定频率的交流电，再接入到谐振电容和发射线圈组成的谐振电路。3.根据权利要求2所述无线电能传输系统，其特征在于：所述逆变电路为半桥逆变或全桥逆变。4.根据权利要求2所述无线电能传输系统，其特征在于：所述接收装置功率模块包括接收线圈、谐振电容、整流电路、滤波电路和负载设备；所述接收线圈靠近发射线圈时，通过电磁感应，所述接收线圈中会产生电流，从而将能量从发射装置转移到接收装置，经过所述谐振电容和整流电路转化为直流电，接到滤波电路，利用滤波电路将脉冲直流电压变为平滑的直流电压，输出到负载设备。5.根据权利要求1所述无线电能传输系统，其特征在于：所述发射装置可见光通信及数据采集模块包括第一数模转换模块、第一驱动电路、第一发光二极管、第一光电探测模块、第一小信号放大电路、第一模数转换模块和第一滤波电路；所述发射装置微控制单元发出控制信号，控制信号经过第一数模转换将数字信号转换成模拟信号，所述模拟信号控制第一驱动电路第一发光二极管，将信息调制到第一发光二极管发出的可见光中；所述第一光电探测模块探测所述无线电能接收装置发射过来的可见光的强度，所述第一光电探测模块将光信号转变为电信号，所述电信号经过第一小信号放大电路得到放大后的电压信号，此电压信息分别经过第一模数转换得到可获得通信信息的数字信号，以及经过第一滤波电路得到滤除杂波的电压幅值信号，并传输至发射装置微控制单元；发射装置可见光通信及数据采集模块还包括第一入射角度分析电路和第一信号处理电路；所述第一光电探测模块探测所述无线电能接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘星星，李刚明，陈宇，李光平，
申请(专利权)人：深圳市磁迹科技有限公司，
类型：新型
国别省市：