[发明专利]适用于低功耗无线传感器网络节点设备的无线充电系统

摘要

本发明的一种适用于低功耗无线传感器网络节点设备的无线充电系统，属于无线能量传输技术领域。其结构有发射端装置和接收端装置，其特征在于，发射装置包括：射频产生模块(1)、射频发射功率放大模块(2)、发射天线(3)；接收装置包括：接收天线(4)、RF‑DC整流升压模块(5)、能量存储模块(6)和电源管理模块(7)。本发明具有使用方便、接收距离远、能量接收效率高、安全性高等优点。

主权项

一种适用于低功耗无线传感器网络节点设备的无线充电系统，其结构有发射端装置和接收端装置，其特征在于，发射装置包括：射频产生模块(1)、射频发射功率放大模块(2)、发射天线(3)；接收装置包括：接收天线(4)、RF‑DC整流升压模块(5)、能量存储模块(6)和电源管理模块(7)；所述的射频产生模块(1)的结构为：芯片UPC1651的引脚1接+6v电源，引脚3接地端，引脚4通过电容C2接地，引脚4和引脚2之间接电容C1，引脚4还接电容C4的一端和电感L1的一端，电感L1的另一端接可变电容C3的一端，可变电容C3的另一端接地，电容C4的另一端作为射频产生模块(1)的输出端，记为端口M1_OUT；所述的射频发射功率放大模块(2)的结构为：电容C5的一端作为射频发射功率放大模块(2)的输入端，记为端口M2_IN，并与端口M1_OUT相连，电容C5的另一端接芯片SBB2089的引脚1，芯片SBB2089的引脚2接地，引脚4接地，电容C6一端接电压+5v，另一端接地，电容C7的一端接电压+5v，另一端接地，电感L2的一端接芯片SBB20889的引脚3，另一端接电感L3的一端和电容C8的一端，电感L3的另一端接电压+5v，电容C8另一端作为射频发射功率放大模块(2)的输出端，记为端口M2_OUT，并与发射天线(3)的馈电点相连；所述的发射天线(3)和所述的接收天线(4)的结构相同，均为平面对数周期天线，天线整体由6节振子组成，顶面振子与底面振子交叉排列，馈电点左侧振子与右侧振子呈中心对称结构，中间是介质层为FR‑4板材，介质层的正面是铜片正面振子，反面是铜片反面振子；所述的RF‑DC整流升压模块(5)的结构为：电容C9的一端作为RF‑DC整流升压模块(5)的输入端，记为端口M3_IN，并与接收天线的馈电点相连，电容C9的另一端接电感L4的一端、电容C10的一端、电容C11的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、电容C14的一端和电容C15的一端，电容C10的另一端接二极管D1的阴极和二极管D2的阳极，二极管D1的阳极接地，二极管D2的阴极接二极管D3的阳极和电容C16的一端，电容C16的另一端接地，电容C11的另一端接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极接二极管D5的阳极和电容C17的一端，电容C17的另一端接地，电容C12的另一端接二极管D5的阴极和二极管D6的阳极，二极管D6的阴极接二极管D7的阳极和电容C18的一端，电容C18的另一端接地，电容C13的另一端接二极管D7的阴极和二极管D8的阳极，二极管D8的阴极接二极管D9的阳极和电容C19的一端，电容C19的另一端接地，电容C14的另一端接二极管D9的阴极和二极管D10的阳极，二极管D10的阴极接二极管D11的阳极和电容C20的一端，电容C20的另一端接地，电容C15的另一端接二极管D11的阴极和二极管D12的阳极，二极管D12的阴极作为RF‑DC整流升压模块(5)的输出端，记为端口M3_OUT；所述的能量存储模块(6)是一个超级电容C构成，超级电容C的正极同时作为能量存储模块(6)的输入端和输出端的正极，负极同时作为能量存储模块(6)的输入端和输出端的负极并接地；所述的电源管理模块(7)的结构为：电容C21的一端接芯片LM317L的引脚2，并作为电源管理模块(7)的输入端，记为端口M4_IN，并与超级电容C的输出端正极相连，电容C21的另一端接地端，电阻R1的一端接芯片LM317L的引脚3，并作为电源管理模块(7)的输出端，记为端口M4_OUT，电阻R1的另一端接芯片LM317L的1引脚，并通过可变电阻R2接地，端口M4_OUT通过电容C22接地，并与负载电池输入端相连。