[發明專利]無線供電系統和無線供電方法

有效

• 申請號: 200810066765.X
• 申請日: 2008-04-23
• 公開（公告）號: CN101330230A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 秦斌
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 彭家恩

1.一種無線供電系統，包括至少一個供能的主節點和至少一個受能的從節點，其特征在于：

所述主節點包括主控模塊、功率驅動模塊、主諧振回路、主振蕩調節模塊、主節點天線和主通信模塊，所述功率驅動模塊用于提供發生電磁振蕩所需的交變電流，所述主諧振回路用于產生電磁振蕩，所述主節點天線用于播發電磁振蕩，所述主振蕩調節模塊用于調節主節點電磁振蕩結構的本征頻率，所述主通信模塊用于與其它節點進行無線通信，所述主控模塊用于控制與協調所述主節點內各部分的工作；

所述從節點包括從控模塊、從諧振回路、從振蕩調節模塊、功率輸出模塊、從節點天線和從通信模塊，所述從節點天線用于接收電磁振蕩，所述從諧振回路用于產生電磁振蕩，所述從振蕩調節模塊用于調節從節點電磁振蕩結構的本征頻率，所述功率輸出模塊用于將電磁振蕩轉換的電能提供給負載，所述從通信模塊用于與其它節點進行無線通信，所述從控模塊用于控制與協調所述從節點內各部分的工作；

在所述主節點和從節點各為一個的情況下，還包括至少一個輔助節點，所述輔助節點至少包括定位通信模塊，用于向所述主節點提供用于定位所述從節點的信息。

2.如權利要求1所述的無線供電系統，其特征在于：

在所述主節點和/或從節點為至少兩個的情況下，還包括至少一個輔助節點，所述輔助節點至少包括定位通信模塊，用于向所述主節點提供用于定位所述從節點的信息。

3.如權利要求1所述的無線供電系統，其特征在于：

所述主控模塊包括響應控制單元，用于在接收到從節點的請求時，根據本方節點和請求方節點在系統中的位置，判斷本方節點是否為處于規定的最佳位置的主節點，是則響應該請求使本方節點進入供能狀態，否則不響應。

4.如權利要求3所述的無線供電系統，其特征在于：

所述主控模塊還包括鑒權單元，用于在接收到從節點的請求時，判斷請求方節點是否為已經本方節點授權的節點，是則由所述主控模塊繼續處理，否則停止響應。

5.如權利要求1至4任意一項所述的無線供電系統，其特征在于：所述主控模塊通過分析能量轉換效率關系：P_o/P_i＝η(f，ω_S，ω_D，d，Φ，t)，計算出當能量轉換效率P_o/P_i達到最大值時，參量f、ω_S、ω_D以及Φ的取值，P_i表示主節點的輸入功率，P_o表示從節點的輸出功率，η表示能量轉換效率，f表示功率驅動模塊提供的交變電流的頻率，ω_S表示主節點電磁振蕩結構的本征頻率，ω_D表示從節點電磁振蕩結構的本征頻率，d表示主從節點之間的距離，Φ表示主、從節點天線之間的方位角，用于計算的d和Φ的值由主控模塊根據進行能量傳送的主、從節點以及其它節點的通信模塊之間的相互通信依據定位算法估算得到；t為時間量，系統穩定狀態下能量轉換效率的最大值不依賴于t；

所述主控模塊根據所述參量f、ω_S、ω_D以及Φ的取值調控所述主節點電磁振蕩結構的本征頻率、交變電流的頻率、主節點天線的發射角，并通過所述主、從節點通信模塊的通信通知所述從控模塊，調控所述從節點電磁振蕩結構的本征頻率以及從節點天線的接收角，所述方位角的調整通過調控主節點天線的發射角和從節點天線的接收角來實現。

6.如權利要求5所述的無線供電系統，其特征在于：

所述主控模塊包括需求判別單元，用于判斷能量轉換效率為最大值時的從節點的輸出功率是否滿足請求方節點的功率輸出需求，是則由主控模塊控制能量傳輸，否則向請求方節點發送拒絕供電的消息或通知其切換到其它主節點的消息。

7.如權利要求5所述的無線供電系統，其特征在于：

所述功率輸出模塊包括輸出監測單元，所述主控模塊包括比較單元，所述輸出監測單元采樣輸出電信號，所述從節點根據所述采樣輸出電信號向所述主節點反饋其輸出功率的當前值，所述比較單元將能量轉換效率為最大值時的輸出功率值與所述當前值進行比較，所述主控模塊根據比較的結果調整其輸出的控制信號，直至使比較的結果達到預期的要求。