[發明專利]一種變換器式中繼端和激光無線傳能網絡系統

在審

• 申請號: 202210991996.1
• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115425771A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 蔡濤;袁奧特;何松
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J50/30
• 分類號: H02J50/30;H02J50/50;H02J50/70;H02J7/35;H02J7/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 胡秋萍;曹葆青

1.一種變換器式中繼端，其特征在于，包括：激光光伏電池、變換器、激光器、準直單元、跟瞄單元、蓄電池和控制單元；

所述激光光伏電池，用于將接收到的激光轉換為電能，輸出至變換器；

所述變換器，用于對激光光伏電池的輸出電壓和/或蓄電池的輸出電壓進行變換，將來自激光光伏電池的電能一部分輸出至激光器，另一部分輸出至蓄電池，將來自蓄電池的電能輸出至激光器；

所述激光器，用于接收變換器輸出的部分電能，發出傳能的激光束；

所述準直單元，用于準直激光器發出的激光，變成平行激光束；

所述跟瞄單元，用于使得平行激光束跟瞄其它中繼端/激光接收端；

所述蓄電池，用于存儲變換器輸出的部分電能或者向變換器提供電能；

所述控制單元，用于控制蓄電池的充放電狀態以及充/放電功率，以避免蓄電池的過充或者過放，并保證接收端負載的功率需求；控制變換器的占空比，使激光光伏電池的輸出電壓和蓄電池的輸出電壓變換成標準電壓。

2.一種激光無線傳能網絡系統，其特征在于，包括：激光發射端、若干中繼端及激光接收端，其中，

所述激光發射端，用于發射準直且能夠跟瞄的激光光束；

所述若干中繼端位于激光發射端與激光接收端之間，每個中繼端，用于將入射激光中繼傳輸至其它中繼端/激光接收端，同時存儲激光的能量或者主動向其它中繼端/激光接收端提供能量，所述入射激光來自激光發射端/其它中繼端；

所述激光接收端，用于接收激光的能量。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，每個中繼端為如權利要求1所述的變換器式中繼端，或者，分光鏡式中繼端。

4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述分光鏡式中繼端包括：激光耦合鏡組、分光比可調式分光鏡、準直單元、反光鏡、激光光伏電池、變換器、蓄電池、激光器及控制單元；

所述激光耦合鏡組，用于將入射激光變成平行光束射入至分光比可調式分光鏡；

所述分光比可調式分光鏡，用于按照分光比將平行光束分為透射激光束和反射激光束；

所述準直單元，用于準直透射激光束和激光器的出射激光束；

所述反光鏡，用于反射準直單元的出射激光束，使得激光跟瞄其它中繼端/激光接收端；

所述激光光伏電池，用于將準直后的反射激光束轉換為電能，輸出至變換器；

所述變換器，用于將激光光伏電池的輸出電壓和/或蓄電池的輸出電壓變換成標準電壓；

所述蓄電池，用于存儲變換器輸出的全部電能或者向變換器提供電能；

所述激光器，用于接收變換器輸出的部分電能，發出傳能的激光束；

所述控制單元，用于控制分光比可調式分光鏡的分光比，以控制透射激光束和反射激光束的功率占比，進而避免蓄電池的過充，并保證接收端負載的功率需求；控制反光鏡的傾斜角度，使得反光鏡的反射激光束跟瞄其它中繼端/激光接收端；控制變換器的占空比，使激光光伏電池的輸出電壓和蓄電池的輸出電壓變換成標準電壓；控制蓄電池的放電功率，進而避免蓄電池的過放，并保證接收端負載的功率需求。

5.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：

控制器，用于從多條傳能路徑中選擇效率最高的路徑進行激光傳能。

6.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述中繼端的數量為一個或者多個。

7.如權利要求2至6任一項所述的系統，其特征在于，所述激光發射端配置于能源站，所述激光接收端配置于巡航機器人或無人機。