[發(fā)明專利]無線電能傳輸系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811228812.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN109327079A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳蔚藍(lán)無限科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J50/00
• 分類號(hào): H02J50/00;H02J50/05;H02J7/00;B60L53/12
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 逯恒

本發(fā)明提供一種無線電能傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端及接收端。發(fā)射端包括調(diào)制裝置及發(fā)射極板。調(diào)制裝置包括第一電信息調(diào)節(jié)模塊及第一控制模塊。第一控制模塊用于控制第一電信息調(diào)節(jié)模塊將第一電信號(hào)調(diào)制為高頻高電壓的可無線傳輸?shù)哪芰浚l(fā)射極板用于通過高頻電場(chǎng)傳送無線電能。接收端包括解調(diào)裝置及接收極板。接收極板用于接收相隔預(yù)設(shè)距離的發(fā)射極板通過高頻電場(chǎng)傳送的無線電能，解調(diào)裝置用于將無線電能解調(diào)為第二電信號(hào)并傳送至用電設(shè)備。本發(fā)明提供的無線電能傳輸系統(tǒng)通過調(diào)制裝置及解調(diào)裝置可以有效提高無線充電的效率，并加長無線電能傳輸?shù)木嚯x，提高傳輸過程的穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無線電能傳輸系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

無線電能傳輸，又稱無線電力傳輸，非接觸電能傳輸，是指通過特定的發(fā)射器將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的中繼能量(如電磁場(chǎng)能、激光、微波及機(jī)械波等)發(fā)射出去，再通過特定的接收器將中繼能量轉(zhuǎn)換為電能，實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸。

根據(jù)能量傳輸過程中中繼能量形式的不同，無線電能傳輸可分為磁(場(chǎng))耦合式、電(場(chǎng))耦合式、電磁輻射式(如太陽輻射)、機(jī)械波耦合式(超聲)。其中，磁耦合式是目前(21世紀(jì)初)研究較為成熟的無線電能傳輸方式，磁耦合式通過將高頻電源加載到發(fā)射線圈，使發(fā)射線圈在電源激勵(lì)下產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，接收線圈在高頻磁場(chǎng)作用下，耦合產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸。

如今，越來越多的電子產(chǎn)品為人們的工作生活帶來了極大的便捷。但是，傳統(tǒng)的電力傳輸方式大多是通過導(dǎo)線或插座將電力傳輸?shù)浇K端產(chǎn)品。隨著移動(dòng)設(shè)備、無線數(shù)據(jù)傳輸、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益普及，人們希望能擺脫傳統(tǒng)電力傳輸方式的束縛，解除紛亂電源線帶來的困擾。由此，無線電力傳輸技術(shù)成為21世紀(jì)值得期待的技術(shù)，無線傳電產(chǎn)品成為人們關(guān)注的新焦點(diǎn)。

無線電力傳輸技術(shù)不產(chǎn)生輻射，其安全性已經(jīng)通過FCC(Federal CommunicationsCommission)、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)或CCC(China Compulsory Certification)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，不僅不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，還避免了帶電插拔、電源線短路等等可能的安全隱患。在確保安全性的前提下，無線供電方式將可以徹底解決電路布線凌亂、電器位置固定、插座破壞居室裝修等等問題。更重要的是，無線供電節(jié)省了大量的線材，無論是橡膠、塑料抑或銅、錫等金屬的消耗都將因此而大幅度減少，節(jié)約資源、減少污染，低碳環(huán)保。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，無線傳電存在如下幾個(gè)問題：

1、傳輸距離嚴(yán)重受限。目前市面上的無線傳電產(chǎn)品，尤其是低功率類產(chǎn)品，其有效傳輸距離非常受限，需要發(fā)射端與接收端貼合到一起才能進(jìn)行電能傳輸，換句話說，發(fā)射端與接收端的距離很短。當(dāng)接收端一旦離開發(fā)射端(例如超過3mm)，電能就停止傳輸。低功率類產(chǎn)品的傳電模式，無法真正做到無線傳電(與無線路由器或WIFI相比)，只能稱為非接觸式電能傳輸(Contactless Power Transfer)。與原來有線方式傳輸相比(傳電范圍為以插座為圓心，傳輸線為半徑的球體)，目前無線傳電產(chǎn)品(傳電范圍為無線傳電發(fā)射端的一個(gè)點(diǎn))喪失了很多原本傳電具有的特點(diǎn)。

2、傳輸過程的空間對(duì)位。目前的無線傳電產(chǎn)品需要進(jìn)行嚴(yán)格的發(fā)射端和接收端的對(duì)位，對(duì)位不準(zhǔn)會(huì)造成傳電效率降低或者無法建立無線傳電連接，因此限制了無線傳電的靈活度和自由度。

3、金屬障礙物成為安全隱患。在傳電過程中，發(fā)射端和接收端之間如果存在金屬物質(zhì)，會(huì)造成金屬物質(zhì)感應(yīng)磁場(chǎng)發(fā)熱融化甚至爆炸的安全隱患。雖然，特定的發(fā)射端具有檢測(cè)并保護(hù)金屬物質(zhì)的功能，但金屬物質(zhì)介入后還是會(huì)造成傳電過程中斷，使用上不方便。

4、無線傳電系統(tǒng)技術(shù)問題。當(dāng)前的無線傳電系統(tǒng)還存在諸如傳輸空間功率密度分布調(diào)制、近場(chǎng)耦合方向性、電源頻率與傳輸距離定量關(guān)系或高速運(yùn)動(dòng)在無線傳電系統(tǒng)中調(diào)制的問題。