[實(shí)用新型]一種實(shí)現(xiàn)同步無線供電和無線通訊的裝置及線圈繞組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202121344169.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN215870923U
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚軒文;廖瑛強(qiáng);趙小祥;胡永生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市小孔技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02J50/10
• 分類號(hào): H02J50/10;H02J50/12;H04B5/00
• 代理公司: 深圳市中興達(dá)專利代理有限公司 44637
• 代理人: 黃美玲

本實(shí)用新型提供一種實(shí)現(xiàn)同步無線供電和無線通訊的裝置及線圈繞組，配置第一基板和第二基板，所述第一基板上設(shè)置有供電線圈和通訊線圈，所述第二基板上設(shè)置有受電線圈和通訊線圈，所述第一基板和第二基板的兩組線圈互相靠近，依靠?jī)蛇叺拇艌?chǎng)耦合實(shí)現(xiàn)電能和數(shù)據(jù)信號(hào)的非接觸傳輸。本實(shí)用新型的有益效果在于：比常規(guī)線圈的方式，提高了通信速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及無線通信和無線供電領(lǐng)域，特別是一種利用雙線圈方式實(shí)現(xiàn)同步無線供電和無線通訊的裝置。

背景技術(shù)

對(duì)一些需要進(jìn)行非接觸式供電和信息交互傳遞的系統(tǒng)來說，比如360°旋轉(zhuǎn)的激光掃描雷達(dá)裝置，目前常規(guī)的做法，是采用繞線線圈進(jìn)行無線供電，然后在此基礎(chǔ)上，通過線圈或光電耦合通信的模式進(jìn)行無線通訊：

1.內(nèi)外感應(yīng)式線圈供電加光電耦合通訊方式，此方式通過內(nèi)外感應(yīng)式線圈進(jìn)行無線供電，同時(shí)通過光電耦合方式進(jìn)行信號(hào)傳輸。內(nèi)外感應(yīng)式線圈，受制于繞線方式需要骨架，無法做到超薄結(jié)構(gòu)；而光電耦合通訊方式，由于光的直線傳輸特性，需要設(shè)計(jì)專門的光路傳輸鏈路結(jié)構(gòu)，且光路結(jié)構(gòu)容易受灰塵等顆粒物的影響，可靠性差。

2.上下漆包線繞線感應(yīng)供電和無線通訊方式，采用單一頻率方式實(shí)現(xiàn)，因受制于供電信號(hào)的主頻只有100KHz左右，通訊速率通常也只能做到幾十K波特率。同時(shí)，由于采用漆包線繞制的線圈，很難實(shí)現(xiàn)通信線圈跟供電線圈的雙線圈集成。

實(shí)用新型內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的特點(diǎn)，本實(shí)用新型通過創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)，巧妙的實(shí)現(xiàn)了雙繞組單線圈的多重頻率復(fù)用技術(shù)，使得雙繞組能同步實(shí)現(xiàn)低頻的電能傳輸和高頻的信號(hào)通訊傳輸共存。是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種實(shí)現(xiàn)同步無線供電和無線通訊的線圈裝置，配置第一基板和第二基板，所述第一基板上設(shè)置有兩組線圈，供電線圈和通訊線圈，所述第二基板上設(shè)置有兩組線圈，受電線圈和通訊線圈，兩組互相靠近，依靠?jī)蛇叺拇艌?chǎng)耦合實(shí)現(xiàn)電能和數(shù)據(jù)信號(hào)的非接觸傳輸。

進(jìn)一步的，所述第一基板還包括第一接口電路、第一調(diào)制解調(diào)電路及電磁激勵(lì)電路，所述電磁激勵(lì)電路產(chǎn)生低頻大功率交變電信號(hào)，激發(fā)供電線圈產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)信號(hào)，并發(fā)射；

而受電線圈的線圈感應(yīng)到這個(gè)信號(hào)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換回交變的電信號(hào)，再經(jīng)過諧振整流濾波電路轉(zhuǎn)變成直流電，從接口電路傳輸。

進(jìn)一步的，所述調(diào)制解調(diào)電路則將外部傳過來的數(shù)據(jù)信號(hào)，調(diào)制到較高頻率的載波上，然后通過通訊線圈耦合發(fā)射。

進(jìn)一步的，配置第二基板，所述第二基板上設(shè)置有兩組線圈，基板還包括第二接口電路、第二調(diào)制解調(diào)電路及諧振整流濾波電路，所述第二基板的通訊線圈感應(yīng)到電磁信號(hào)，傳遞給本側(cè)的第二調(diào)制解調(diào)電路，自動(dòng)將其載波信號(hào)濾除，還原成原始的數(shù)據(jù)信號(hào)，再從第二接口電路傳送。

一種線圈繞組，配置第一基板，所述第一基板上設(shè)置有供電線圈繞組和通訊線圈繞組，所述供電線圈繞組和通訊線圈繞組采用完全分離的組合方式，電磁激勵(lì)電路可以采用全橋激勵(lì)的方式，以最大效率輸出電能給線圈，可以實(shí)現(xiàn)較大功率的無線輸電。

所述供電線圈繞組用于充電，其與電磁激勵(lì)電路連接，所述通訊線圈繞組用于通信，其與調(diào)制解調(diào)電路連接。

所述供電線圈繞組和通訊線圈繞組采用單點(diǎn)共地連接的組合方式，所述供電線圈繞組的一端與通訊線圈繞組的一端連接并接地，所述供電線圈繞組的另一端與半橋電磁激勵(lì)電路連接，所述通訊線圈繞組的另一端與調(diào)制解調(diào)電路連接。

配置第二基板，所述第二基板的線圈繞組采用完全分離的組合方式或單點(diǎn)共地連接的組合方式。

本實(shí)用新型的有益效果是：由于無線通訊部分跟電能傳輸部分是分離的，所以其可以采用較高的載波頻率，因此能夠?qū)崿F(xiàn)很高速率的無線通訊。理論上，假設(shè)采用1GHz的載波，則可以實(shí)現(xiàn)500Mbps的數(shù)據(jù)通訊，比現(xiàn)有常規(guī)單繞組線圈的方式，提高了數(shù)千倍的速率。

附圖說明