[实用新型]一种定向激光充电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光充电技术领域，特别涉及一种定向激光充电系统。

背景技术

激光充电的原理是将激光发射器发射的激光传输至光电转换组件，光电转换组件将激光能量转换为电能，给充电电池充电。目前的激光充电系统多采用高功率激光发射器发射激光，以满足用电设备使用。但是由于高功率激光发射器发射的激光功率过大，光伏器件容易损坏，同时高功率激光器成本较高，且需要配置散热系统，散热系统耗电高，体积大，难以应用于常规电子设备的充电。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种定向激光充电系统，可以提高激光利用率。

本实用新型解决的第一个问题是，如何提高激光利用率，降低系统成本，为此，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种定向激光充电系统，包括电源和光伏单元，还包括汇光单元、激光发射器阵列，电源为激光发射器阵列提供电能，激光发射器阵列发出的激光束经过汇光单元约束后形成平行激光束，光伏单元吸收该平行激光束并转换为电能。

一个普通激光发射器的价格远低于高性能激光发射器的价格，相比于单独使用一个高功率激光发射器，采用多个激光发射器组成激光发射器阵列的方式，可以避免高功率激光器长时间工作导致的发光效率降低的问题，因而可以保障每个激光发射器的使用性能，保障充电系统使用的可靠性，也可以延长激光发射器的使用寿命。普通激光发射器的价格远低于高功率激光器，因此还可以降低激光充电系统成本。通过汇光单元对发射激光进行约束，使得更多的激光能够被入射到光伏阵列，因此可以提高激光的利用率，提高能量利用率，避免能量浪费。

本实用新型解决的第二个问题是，如何增强汇光效果，为此，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

汇光单元为多个汇光镜组成的汇光镜组。

汇光单元可以是一个汇光镜(也称为聚光镜)，也可以采用多个汇光镜组成的汇光镜组，通过汇光镜组的实现方式可以增强汇光效果，进一步提高激光利用率。

在更优选的实施方案中，汇光镜组包括外锥面镜和内锥面镜，激光发射器阵列发射的激光入射至外锥面镜后反射至内锥面镜，经过内锥面镜反射形成平行激光束。更进一步地，汇光镜组包括至少两个外锥面镜和至少两个内锥面镜，一个外锥面镜和一个内锥面镜组成一个锥面镜组，多个锥面镜组依次设置。

采用锥面镜，且外锥面镜与内锥面镜相配合使用的方式，可以使得发射激光经过多次反射后再形成平行激光束，可以进一步增强发射激光的汇聚效果，进而提高激光利用率。

本实用新型解决的第三个问题是如何提高激光发射器阵列的发光效率，为此，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

组成激光发射器阵列的激光发射器为脉冲激光器。

或者在另一方案中，组成激光发射器阵列的激光发射器为连续激光器，定向激光充电系统还包括控制单元，控制单元用于生成脉冲信号，并控制连续激光器在脉冲高电平/或低电平期间发射激光，在脉冲低电平/或高电平期间停止发射激光。

激光发射器采用脉冲式发光模式，避免长时间工作造成激光发射器过热，造成发光效率降低；也避免长时间照射光伏单元造成光伏单元温度过高而使效率降低。相对而言，脉冲激光器的价格较高，而连续激光器价格较低，因此优选采用连续激光器，通过控制单元实现以脉冲的方式工作。

本实用新型解决的第四个问题是如何保障激光充电的安全性，为此，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

上述任一定向激光充电系统中，还包括至少一个可见光发射器，用于发射可见光，以指示激光发射器阵列发射的激光束的光路。通过可见光的指示作用，可以提示人们不要从此处经过，避免受到激光的损伤或刺激。

在较优的实施方案中，可见光发射器为3个或3个以上，3个或以上的可见光发射器分布于激光发射器阵列的边缘。

在进一步优化的实施方案中，上述系统中，还包括光电探测器、反射镜和控制单元；反射镜设置于光伏单元的一侧，用于将可见光发射器发射的可见光发射回来；光电探测器设置于激光发射器阵列的一侧，用于接收所述反射镜反射回来的可见光，并将探测结果传输给控制单元；控制单元用于在未接收到光电探测器的探测结果时控制激光发射器阵列停止发射激光。通过光电探测器的设置，一旦光电探测器检测到可见光被遮挡即触发激光发射器阵列停止发射激光，避免人们因误触误闯激光光路而受到伤害。