[發(fā)明專利]一種能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911337219.X
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN113098150B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘宇
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州能訊高能半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H02J50/20
• 分類號: H02J50/20;H02J50/27;H02J7/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張欣欣

1.一種能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括天線陣列、匹配單元、電源轉(zhuǎn)換單元以及電能存儲單元，所述天線陣列、所述匹配單元、所述電源轉(zhuǎn)換單元以及所述電能存儲單元依次電連接；其中，

所述天線陣列用于耦合多個頻段的射頻能量；

所述匹配單元用于與所述多個頻段中射頻能量最大的目標頻段實現(xiàn)阻抗匹配；其中，在確定射頻能量最大的目標頻段時，所述匹配單元的值不變；所述電源轉(zhuǎn)換單元用于以多種形式工作，對耦合的射頻能量進行整形，以將所述目標頻段的射頻能量轉(zhuǎn)換為電能，并將轉(zhuǎn)換的電能存儲于所述電能存儲單元。

2.如權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換單元為GaN電源轉(zhuǎn)換單元。

3.如權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括處理單元，所述處理單元分別與所述天線陣列、所述匹配單元電連接；

所述處理單元用于從所述多個頻段中確定射頻能量最大的目標頻段；并調(diào)控所述匹配單元與所述目標頻段實現(xiàn)阻抗匹配。

4.如權(quán)利要求3所述的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配單元包括多組開關(guān)電路，所述多組開關(guān)電路依次電連接，且每組所述開關(guān)電路均包括電感、電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)以及第三開關(guān)，所述電感與所述電容連接，且所述電容接地，所述處理單元分別與所述第一開關(guān)、第二開關(guān)以及第三開關(guān)電連接，所述第一開關(guān)與所述電感串聯(lián)，所述第二開關(guān)與所述電感并聯(lián)，所述第三開關(guān)與所述電容串聯(lián)；

所述處理單元用于控制每組開關(guān)電路的第一開關(guān)、第二開關(guān)以及第三開關(guān)的狀態(tài)，以調(diào)控所述匹配單元中的感抗值或容值，實現(xiàn)所述匹配單元與所述目標頻段的阻抗匹配。

5.如權(quán)利要求3所述的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配單元包括多組開關(guān)電路，所述多組開關(guān)電路依次串聯(lián)，且每組所述開關(guān)電路均包括電感、可變電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)以及第三開關(guān)，所述電感與所述可變電容連接，且所述可變電容接地，所述處理單元分別與所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)以及所述可變電容電連接，所述第一開關(guān)與所述電感串聯(lián)，所述第二開關(guān)與所述電感并聯(lián)，所述第三開關(guān)與所述可變電容串聯(lián)；

所述處理單元用于控制每組開關(guān)電路的第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)的狀態(tài)及可變電容的容值，以調(diào)控所述匹配單元中的感抗值或容值，實現(xiàn)所述匹配單元與所述目標頻段的阻抗匹配。

6.如權(quán)利要求3所述的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括能量檢測單元，所述匹配單元、所述能量檢測單元以及所述電源轉(zhuǎn)換單元依次電連接，所述處理單元與所述能量檢測單元電連接；

所述能量檢測單元用于將所述射頻能量轉(zhuǎn)換成電壓信號；

所述處理單元用于在獲取每個頻段對應(yīng)的電壓信號后，確定電壓信號最大的頻段為所述目標頻段。

7.一種能量轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，應(yīng)用于能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的處理單元，所述能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括天線陣列、匹配單元、電源轉(zhuǎn)換單元以及電能存儲單元，所述處理單元分別與所述天線陣列、匹配單元、電源轉(zhuǎn)換單元以及電能存儲單元電連接，所述方法包括：

控制天線陣列依次耦合多個頻段的射頻能量，并從中確定射頻能量最大的目標頻段；

控制所述匹配單元與所述目標頻段實現(xiàn)阻抗匹配；其中，在確定射頻能量最大的目標頻段時，所述匹配單元的值不變；

控制所述電源轉(zhuǎn)換單元以多種形式工作，對耦合的射頻能量進行整形，將射頻能量轉(zhuǎn)換為電能并存儲于電能存儲單元。

8.如權(quán)利要求7所述的能量轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，在所述控制所述電源轉(zhuǎn)換單元將射頻能量轉(zhuǎn)換為電能并存儲于電能存儲單元的步驟之后，所述能量轉(zhuǎn)換方法還包括：

在經(jīng)過預(yù)設(shè)定時間后，重復(fù)執(zhí)行控制天線陣列依次耦合多個頻段的射頻能量，并確定射頻能量最大的目標頻段，及控制所述匹配單元與所述目標頻段實現(xiàn)阻抗匹配的步驟。