[發明專利]無線電能傳輸系統及其射頻通信方法

在審

• 申請號: 201710498927.6
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107124047A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 李聃;孫佳昕;李鵬
• 申請（專利權）人: 青島魯渝能源科技有限公司;上海空傳能源科技有限公司
• 主分類號: H02J50/80
• 分類號: H02J50/80;H04B1/40
• 代理公司: 青島聯信知識產權代理事務所(普通合伙)37227
• 代理人: 苗彩娟

技術領域

本發明屬于無線電能傳輸領域，尤其涉及一種可選擇通信信道的無線電能傳輸系統。

背景技術

無線電能傳輸因其具有非接觸、無電線連接、便捷靈活、安全美觀等優點，目前發展迅速，且被廣泛應用于多個領域。無線電能傳輸系統包括兩部分：發射端和接收端，而發射端和接收端通過磁場來傳遞能量，兩者之間不用電線連接，發射端要知道接收端狀態以進行功率調節、控制能量傳輸，其信號傳送由無線射頻模塊完成。其中，射頻無線射頻模塊因其成本廉價、適應性好、擴展性好等特點，常被用來建立無線數據傳輸的通道，也就是我們所說的射頻無線通信系統。

目前，無線電能傳輸系統有兩種工作方式：固定通信信道工作方式和非固定通信信道工作方式。其中，固定通信信道工作方式是指每一套無線電能傳輸系統都有自己專屬的通信信道，一個發射端只匹配一個接收端，只有二者的通信地址和通信信道完全一致時，無線電能傳輸裝置才開始工作。這種工作方式需要預先為發射端和接收端設定好通信信道，人為操作十分麻煩，要清楚的標記好每套設備的通信信道，否則一旦出錯，就容易產生混亂，使設備不能正常工作。而非固定通信信道工作方式則是指無線電能發射裝置的無線通信信道并不是固定的，通信信道沒有事先設定，任意一個發射端和任意一個接收端都能匹配進行電能傳輸，它們享有共同的通信信道。射頻無線通信系統使用起來雖然簡單高效，但它的數據傳輸距離一般比較遠，通信距離從十幾米到上千米不等，而無線電能傳輸系統的工作距離一般只有幾厘米到幾十厘米。在較小的空間范圍內，如果有多個無線電能傳輸裝置同時工作，由于通信信道相同，每一個發射端都可以接收到多個接收端反饋的通信信號，因此容易彼此干擾，使設備工作不正常。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種無線電能傳輸系統及其射頻通信方法，該發明可實現自動給發射端和接收端分配通信信道，方便快捷，安全可靠。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種無線電能傳輸系統，包括發射端和接收端，其中，發射端包括用于傳輸無線電能的發射線圈，用于控制發射端信號處理與控制的發射端MCU，以及用于接收接收端狀態信息的射頻接收模塊，接收端包括用于接收無線電能的接收線圈，用于控制接收端信號處理與控制的接收端MCU，以及用于發射接收端狀態信息的射頻發射模塊，接收線圈與接收端MCU之間連接有用于解調出發射端調制信號的信號解調電路。

作為本發明的進一步優化，信號解調電路包括順次相連的分壓電阻，半波整流電路以及比較器U1，其中，分壓電阻包括相并聯的電阻R1和電阻R2，半波整流電路包括與分壓電阻串聯的二極管D1，電流從分壓電阻流入經過二極管D1流入至比較器U1；并聯于二極管D1的濾波電容C1，比較器U1串聯于半波整流電路，比較器U1的另一個輸入端連接輸入基準電壓的基準電路，輸出端連接接收端MCU，以將比較后的信號輸出至接收端MCU。

作為本發明的進一步優化，發射端進一步包括連接于電網的發射端整流濾波電路，整流濾波電路的輸出端連接逆變電路，逆變電路的輸出端連接發射線圈，發射端MCU與逆變電路之間連接有用于放大發射端MCU發出的驅動信號以給逆變電路進行磁場控制的驅動電路；接收端進一步包括連接于接收線圈的接收端整流濾波電路，接收端整流濾波電路的輸出端連接有DC/DC變換電路，接收端整流濾波電路的輸出端同時連接接收端MCU，DC/DC變換電路外接負載。

作為本發明的進一步優化，發射端MCU包括可接收射頻接收模塊中通信信道頻率的接收模塊，可將通信信道頻率按照預設編碼規則轉換為通信頻率編碼信號的轉換模塊，以及可根據轉換模塊中轉換信號控制驅動電路開斷的控制模塊，其中，接收模塊電性連接轉換模塊，轉換模塊電性連接控制模塊。

作為本發明的進一步優化，接收端MCU包括解調信號接收模塊，用于檢測解調信號高低電平的檢測模塊，以及用于將解讀后頻道信號輸出至射頻發射模塊的輸出模塊，其中，解調信號接收模塊電性連接于信號解調電路的輸出端，檢測模塊電性連接解調信號接收模塊，輸出模塊電性連接于射頻發射模塊。

作為本發明的進一步優化，發射線圈內設有可感應發射線圈與接收線圈位置的傳感器，傳感器根據發射線圈與接收線圈距離形成感應信號.

作為本發明的進一步優化，接收線圈內置有可增強接近式傳感器感應強度的感應物。

一種無線電能傳輸系統的射頻通信方法，使用上述所述無線電能傳輸系統，其特征在于：包括以下步驟：

激活發射端：發射端在不工作時處于休眠狀態，當接收端處于發射端的工作范圍內時，發射端被激活；