[发明专利]无线电能传输系统及其射频通信方法

说明书

技术领域

本发明属于无线电能传输领域，尤其涉及一种可选择通信信道的无线电能传输系统。

背景技术

无线电能传输因其具有非接触、无电线连接、便捷灵活、安全美观等优点，目前发展迅速，且被广泛应用于多个领域。无线电能传输系统包括两部分：发射端和接收端，而发射端和接收端通过磁场来传递能量，两者之间不用电线连接，发射端要知道接收端状态以进行功率调节、控制能量传输，其信号传送由无线射频模块完成。其中，射频无线射频模块因其成本廉价、适应性好、扩展性好等特点，常被用来建立无线数据传输的通道，也就是我们所说的射频无线通信系统。

目前，无线电能传输系统有两种工作方式：固定通信信道工作方式和非固定通信信道工作方式。其中，固定通信信道工作方式是指每一套无线电能传输系统都有自己专属的通信信道，一个发射端只匹配一个接收端，只有二者的通信地址和通信信道完全一致时，无线电能传输装置才开始工作。这种工作方式需要预先为发射端和接收端设定好通信信道，人为操作十分麻烦，要清楚的标记好每套设备的通信信道，否则一旦出错，就容易产生混乱，使设备不能正常工作。而非固定通信信道工作方式则是指无线电能发射装置的无线通信信道并不是固定的，通信信道没有事先设定，任意一个发射端和任意一个接收端都能匹配进行电能传输，它们享有共同的通信信道。射频无线通信系统使用起来虽然简单高效，但它的数据传输距离一般比较远，通信距离从十几米到上千米不等，而无线电能传输系统的工作距离一般只有几厘米到几十厘米。在较小的空间范围内，如果有多个无线电能传输装置同时工作，由于通信信道相同，每一个发射端都可以接收到多个接收端反馈的通信信号，因此容易彼此干扰，使设备工作不正常。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种无线电能传输系统及其射频通信方法，该发明可实现自动给发射端和接收端分配通信信道，方便快捷，安全可靠。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无线电能传输系统，包括发射端和接收端，其中，发射端包括用于传输无线电能的发射线圈，用于控制发射端信号处理与控制的发射端MCU，以及用于接收接收端状态信息的射频接收模块，接收端包括用于接收无线电能的接收线圈，用于控制接收端信号处理与控制的接收端MCU，以及用于发射接收端状态信息的射频发射模块，接收线圈与接收端MCU之间连接有用于解调出发射端调制信号的信号解调电路。

作为本发明的进一步优化，信号解调电路包括顺次相连的分压电阻，半波整流电路以及比较器U1，其中，分压电阻包括相并联的电阻R1和电阻R2，半波整流电路包括与分压电阻串联的二极管D1，电流从分压电阻流入经过二极管D1流入至比较器U1；并联于二极管D1的滤波电容C1，比较器U1串联于半波整流电路，比较器U1的另一个输入端连接输入基准电压的基准电路，输出端连接接收端MCU，以将比较后的信号输出至接收端MCU。

作为本发明的进一步优化，发射端进一步包括连接于电网的发射端整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接逆变电路，逆变电路的输出端连接发射线圈，发射端MCU与逆变电路之间连接有用于放大发射端MCU发出的驱动信号以给逆变电路进行磁场控制的驱动电路；接收端进一步包括连接于接收线圈的接收端整流滤波电路，接收端整流滤波电路的输出端连接有DC/DC变换电路，接收端整流滤波电路的输出端同时连接接收端MCU，DC/DC变换电路外接负载。

作为本发明的进一步优化，发射端MCU包括可接收射频接收模块中通信信道频率的接收模块，可将通信信道频率按照预设编码规则转换为通信频率编码信号的转换模块，以及可根据转换模块中转换信号控制驱动电路开断的控制模块，其中，接收模块电性连接转换模块，转换模块电性连接控制模块。

作为本发明的进一步优化，接收端MCU包括解调信号接收模块，用于检测解调信号高低电平的检测模块，以及用于将解读后频道信号输出至射频发射模块的输出模块，其中，解调信号接收模块电性连接于信号解调电路的输出端，检测模块电性连接解调信号接收模块，输出模块电性连接于射频发射模块。

作为本发明的进一步优化，发射线圈内设有可感应发射线圈与接收线圈位置的传感器，传感器根据发射线圈与接收线圈距离形成感应信号.

作为本发明的进一步优化，接收线圈内置有可增强接近式传感器感应强度的感应物。

一种无线电能传输系统的射频通信方法，使用上述所述无线电能传输系统，其特征在于：包括以下步骤：

激活发射端：发射端在不工作时处于休眠状态，当接收端处于发射端的工作范围内时，发射端被激活；