[發明專利]一種基于紅外線的無線電能傳輸裝置及方法

在審

• 申請號: 201810271981.1
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108448749A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 代中余;王軍華;李逸達;黃虹;金磊;方支劍
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J50/30
• 分類號: H02J50/30;H02J50/90
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

1.一種基于紅外線的無線電能傳輸裝置，包括無線電能發射模塊和無線電能接收模塊，其特征在于，所述無線電能發射模塊包括電源模塊、紅外模塊、透鏡模塊、機械模塊、第一控制模塊、第一通訊模塊；所述無線電能接收模塊包括紅外線板、電能處理模塊、輸出端口、第二通訊模塊；

所述第一通訊模塊和所述第二通訊模塊用于在所述無線電能發射模塊和所述無線電能接收模塊之間建立通訊連接，且所述第二通訊模塊不斷發出通訊連接狀態信息，所述第一通訊模塊接收所述通訊連接狀態信息；

所述第一控制模塊用于根據所述通訊連接狀態信息發送紅外控制信息至所述紅外模塊，并發送位置控制信息至所述機械模塊；所述機械模塊用于根據所述位置控制信息調整所述紅外模塊和/或所述透鏡模塊的方向位置；所述紅外模塊用于根據所述紅外控制信息發射紅外線；所述電源模塊用于給所述紅外模塊、所述機械模塊、所述第一控制模塊、所述第一通訊模塊供電；

所述紅外線板用于接收所述紅外線，并將所述紅外線的光能和熱能轉化為電能；所述電能處理模塊對所述電能進行處理，并通過所述輸出端口為待充電的電子設備提供電能。

2.根據權利要求1所述的基于紅外線的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述電源模塊包括整流電路、濾波電路、紅外驅動電路、機械驅動電路；所述整流電路用于將交流電整流為直流電；所述濾波電路用于濾去高頻雜波得到穩定的直流電，并分別供給所述紅外驅動電路、所述機械驅動電路；所述紅外驅動電路用于驅動所述紅外模塊，所述機械驅動電路用于驅動所述機械模塊。

3.根據權利要求1所述的基于紅外線的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述紅外模塊為單個紅外燈泡、單個紅外LED、紅外燈泡陣列、紅外LED陣列中的一種。

4.根據權利要求1所述的基于紅外線的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述機械模塊包括驅動電機、云臺。

5.根據權利要求1所述的基于紅外線的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述電能處理模塊包括接收濾波電路、DC-DC變換電路、輸出濾波電路、第二控制模塊；

所述接收濾波電路用于濾去高頻雜波得到穩定的直流電，并供給所述DC-DC變換電路按供電需求進行變換，再經過所述輸出濾波電路濾去高頻雜波；所述第二控制模塊用于控制所述DC-DC變換電路和所述輸出濾波電路，且所述第二控制模塊與所述第二通訊模塊進行信息雙向傳遞。

6.根據權利要求5所述的基于紅外線的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述電能處理模塊還包括儲能單元；

所述儲能單元分別與所述DC-DC變換電路、所述輸出濾波電路、所述第二控制模塊、所述第二通訊模塊連接。

7.根據權利要求1所述的基于紅外線的無線電能傳輸裝置，其特征在于，所述紅外線板為特定頻率紅外線板或兼容頻率紅外線板。

8.一種基于紅外線的無線電能傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、無線電能接收模塊進入無線電能發射模塊的傳輸范圍，并連接待充電的電子設備；

步驟2、所述無線電能發射模塊進行紅外線掃描；

步驟3、所述無線電能發射模塊與所述無線電能接收模塊之間不斷檢測是否建立連接；

步驟4、若建立連接，則進入步驟5；否則，進入步驟2；

步驟5、所述無線電能發射模塊獲得所述無線電能接收模塊發送的反饋信息，根據所述反饋信息確定紅外線發射角度，所述無線電能發射模塊停止紅外線掃描，進入紅外線發射角度的微調；

步驟6、微調結束后，所述無線電能發射模塊發射紅外線；

步驟7、所述無線電能接收模塊接收所述紅外線，并將所述紅外線的光能和熱能轉化為電能傳輸給所述待充電的電子設備。

9.根據權利要求8所述的基于紅外線的無線電能傳輸方法，其特征在于，步驟2中的所述紅外線掃描采用的第一紅外線發射功率小于第一功率閾值，步驟6中的所述發射紅外線采用的第二紅外線發射功率大于第二功率閾值。

10.根據權利要求8所述的基于紅外線的無線電能傳輸方法，其特征在于，步驟7中所述無線電能接收模塊接收所述紅外線后，將接收到的紅外線功率與第三功率閾值進行比較；

若大于等于所述第三功率閾值，則所述無線電能發射模塊繼續發射紅外線；若小于所述第三功率閾值，則所述無線電能接收模塊發出中止信息，所述無線電能發射模塊接收所述中止信息，并停止發射紅外線。