CN103178621A - 无线供电装置及供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线供电装置，包括信号发送单元及信号接收单元，在信号发送单元中，第一信号转换单元将第一振荡电路产生的电磁信号转换成数字信号，经信号放大单元放大，由发射天线发送至信号接收单元。在信号接收单元中，信号识别单元根据接收到的数字信号控制第二振荡电路开启时，第二信号转换单元将数字信号转换成相应的电磁信号，并由第二振荡电路转换输出电流信号以为信号接收单元供电。本发明还提供一种供电方法。本发明的无线供电装置及供电方法，通过无线信号的传输实现无线供电，方便使用者。

Description

无线供电装置及供电方法

技术领域

本发明涉及供电装置，尤其涉及一种无线供电装置及供电方法。

背景技术

移动式小功率电子产品，如手机、MP3及鼠标等，一般是通过电池、太阳能电池等方式供电，这些供电方式存在一定的局限性。其中，电池方式供电，由于受电池储电容量的限制，需要定期的更换电池或进行有线充电来维持电子产品的正常供电需求；太阳能电池供电，需要增加太阳能电池板、蓄能电池、充电管理模块等设备，增加电子产品的成本且依赖于天气。

发明内容

本发明针对电子产品现有的多种供电方式存在的局限性，提供一种新的供电装置及供电方法，以实现对电子产品的无线供电。

本发明提供一种无线供电装置，其包括一信号发送单元及一信号接收单元，该信号发送单元包括电源接口、第一振荡电路、信号放大单元、第一信号转换单元及发射天线，该电源接口用于连接电源而接收电源信号并为该第一振荡电路、信号放大单元及第一信号转换单元提供电能，该第一振荡电路用于将该电源信号转换成具有特定频率的周期振荡的电磁波信号，该第一信号转换单元用于将该电磁波信号转换成数字信号，该信号放大单元用于将该数字信号进行放大，并由发射天线发送至该信号接收单元。该信号接收单元包括接收天线、第二信号转换单元、第二振荡电路、信号识别单元及开关单元，该信号识别单元用于根据所接收到的数字信号控制该开关单元的导通与截止，当该开关单元响应信号识别单元的控制而导通时，该信号识别单元将该数字信号传输至该第二信号转换单元，该第二信号转换单元将该接收到的数字信号转换成相应的电源信号，该第二振荡电路接收该电源信号输出电流信号，从而为负载提供电能。

本发明还提供一种无线供电装置的供电方法，该无线供电装置包括一信号发送单元及一信号接收单元，该信号发送单元包括第一振荡电路，用于产生电磁波信号。该信号接收单元包括第二振荡电路，该供电方法包括：

由该第一振荡电路将该接收的电源信号转换成具有特定频率的周期振荡的电磁波信号。

将该电磁波信号转换成数字信号。

放大该数字信号，并发送至该信号接收单元。

根据该数字信号控制将该数字信号转换成具有相应相位的电源信号。

该第二振荡电路接收该转换生成的电源信号，并将该电源信号转换成直流形式的电流信号对负载提供电能。

相对于现有技术，本发明提供的无线供电装置及供电方法，通过信号发送单元发射射频信号，而信号接收单元接收射频信号并转换成电能为负载供电，通过射频信号的传输实现无线供电，从而方便使用者。

附图说明

图1为本发明一实施方式的无线供电装置的原理示意图。

图2为本发明一实施方式的无线供电装置的供电方法的流程图。

主要元件符号说明

无线供电装置	100
		信号发送单元	1
电源接口	10
		第一振荡电路	11
信号放大单元	12
		第一信号转换单元	13
发射天线	14
		信号接收单元	2
接收天线	20
		第二信号转换单元	21
第二振荡电路	22
		信号识别单元	23
开关单元	24

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明的无线供电装置100，其包括一信号发送单元1及一信号接收单元2。其中，该信号发送单元1用于发射具有周期的电磁波信号。该信号接收单元2可为一便携式电子设备，如，手机、mp3等，用于接收该信号发送单元1所发送的电磁波信号并转换成电能以维持自身正常工作。

具体地，该信号发送单元1包括一电源接口10、第一振荡电路11、信号放大单元12、第一信号转换单元13及一发射天线14。其中，第一信号转换单元13连接在第一振荡电路11与信号放大单元12之间，且信号放大单元12与该发射天线14连接。在本实施方式中，该信号放大单元12为一低噪声放大器（Low Noise Amplifier，缩略词为LNA）。

电源接口10用于连接电源（图中未示）而接收电源信号并为该第一振荡电路11、信号放大单元12及第一信号转换单元13提供电能，其中，该电源为市电电源或蓄电池。该第一振荡电路11用于将该电源信号转换成具有特定频率的周期振荡的电磁波信号，该第一信号转换单元13将第一振荡电路11产生的周期振荡的电磁波信号转换成数字信号。在本实施方式中，该第一振荡电路11为一自激式振荡器，能够以自激方式产生相位差绝对值为180度的矩形方波。该第一信号转换单元13包括一异或运算器（缩略词为XOR），其输入端与第一振荡电路11连接，输出端与信号放大单元12连接，用于将第一振荡电路11产生的矩形方波转换成如1， 0， 1， 0…的二进制周期信号。信号放大单元12将该经过第一信号转换单元13转换生成的周期信号进行放大，并由发射天线14发送至信号接收单元2。

该信号接收单元2包括接收天线20、第二信号转换单元21、第二振荡电路22、信号识别单元23及开关单元24。其中，该信号识别单元23与接收天线20连接，第二信号转换单元21连接在第二振荡电路22与开关单元24之间，第二振荡电路22与第二信号转换单元21连接。

当接收天线20接收到由信号发送单元1所发射的二进制周期信号时，该信号识别单元23识别所接收到的信号，并根据该信号控制开关单元24的开启与关闭，从而控制第二振荡电路22的工作。在本实施方式中，当信号识别单元23判断所接收到的信号为“1”时，控制开关单元24开启，并将该信号为“1”的数字信号通过该开关单元24传送至该第二信号转换单元21，则第二信号转换单元21将该接收到的二进制信号“1”转换成具有相应相位的电源信号，该第二振荡电路22接收由第二信号转换单元21产生的电源信号，并转换成直流形式的电流信号后输出，从而对可携式电子装置供电。

在本实施方式中，该第二信号转换单元21包括一异或运算器，该异或运算器的输入端与开关单元24连接，输出端与第二振荡电路22连接。该信号识别单元23根据该识别的数字信号控制开关单元24导通，并将该识别的数字信号传送至该异或运算器，该第二信号转换单元21经过逆运算以将该数字信号转换成对应的周期性矩形方波形式的电源信号。该第二振荡电路22包括并联的接收电感和可调电容（图未示），设接收电感的电感值为l，可调电容的容值为c，该容值可以调整。第二振荡电路22接收由第二信号转换单元21转换生成的电源信号，从而产生并输出电流。第二振荡电路22输出电流的能量与第二振荡电路22的电路参数有关，通过调节第二振荡电路22的可调电容的容值c，可以获得不同的电流值。

由于，当该接收到的数字信号为“0”时，经过异或运算器逆运算以转换成对应相位的电源信号与数字信号为“1”时所转换生成的电源信号的相位相反，使该第二振荡电路22因拾取该电源信号进行反方向充电前而放电，从而导致第二振荡电路22所产生的电能减少。因此，当信号识别单元23判断所接收到的信号为“0”时，则控制开关单元24关闭，断开第二信号转换单元21与信号识别单元23之间的连接，使得第二信号转换单元21不能够接收信号“0”，使得第二振荡电路22仅接收由第二信号转换单元21转换的正相的矩形波电磁波信号。由此，当该信号接收单元2通过的信号识别单元23根据所接收到的信号控制开关单元24的开启与关闭，使该第二振荡电路22能够在一定周期内产生电能为该可携式电子装置供电。

请参阅图2，为本发明的无线供电装置的供电方法的流程图，该供电方法包括如下步骤：

步骤S30，第一振荡电路11将通过电源接口10接收的电源信号转换成具有特定频率的周期振荡的电磁波信号。

步骤S31，第一信号转换单元13将该周期振荡的电磁波信号转换成数字信号。在本实施方式中，该第一振荡电路11为一自激式振荡器，能够以自激方式产生相位差绝对值为180度的矩形方波。该第一信号转换单元13包括一异或运算器（缩略词为XOR），用于将第一振荡电路11产生的矩形方波转换成如1， 0， 1， 0…的二进制周期信号。

步骤S32，信号放大单元12将该经过第一信号转换单元13转换生成的周期信号进行放大，并由发射天线14发送至信号接收单元2。

步骤S33，该信号识别单元23判断所接收到的信号是否为“1”，若是，则进入步骤S34，否则，进入步骤S36。

步骤S34，信号识别单元23控制开关单元24开启，并通过该开启的开关单元24将二进制信号“1”输出至该第二信号转换单元21，该第二信号转换单元21将该接收到的二进制信号“1”转换成具有相应相位的电源信号。

步骤S35，第二振荡电路22接收由第二信号转换单元21转换生成的电源信号，将该电源信号转换成直流形式的电流信号，从而对可携式电子装置供电。

在本实施方式中，该第二信号转换单元21包括一异或运算器，该异或运算器的输入端与开关单元24连接，输出端与第二振荡电路22连接。该信号识别单元23根据该识别的数字信号控制开关单元24导通，并将该识别的数字信号传送至该异或运算器，该第二信号转换单元21经过逆运算以将该数字信号转换成对应的周期性矩形方波形式的电源信号。该第二振荡电路22包括并联的接收电感和可调电容（图未示），设接收电感的电感值为l，可调电容的容值为c，该容值可以调整。第二振荡电路22接收由第二信号转换单元21转换生成的电源信号，从而产生并输出电流。第二振荡电路22输出电流的能量与第二振荡电路22的电路参数有关，通过调节第二振荡电路22的可调电容的容值c，可以获得不同的电流值。

使用上述的无线供电装置及供电方法，通过信号发送单元1发射射频信号，而信号接收单元2接收射频信号并转换成电能为负载供电，通过射频信号的传输实现无线供电，从而方便使用者。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线供电装置，其包括一信号发送单元及一信号接收单元，其特征在于，所述信号发送单元包括电源接口、第一振荡电路、信号放大单元、第一信号转换单元及发射天线，所述电源接口用于连接电源而接收电源信号并为所述第一振荡电路、信号放大单元及第一信号转换单元提供电能，所述第一振荡电路用于将所述电源信号转换成具有特定频率的周期振荡的电磁波信号，所述第一信号转换单元用于将所述电磁波信号转换成数字信号，所述信号放大单元用于将所述数字信号进行放大，并由发射天线发送至所述信号接收单元；所述信号接收单元包括接收天线、第二信号转换单元、第二振荡电路、信号识别单元及开关单元，所述信号识别单元用于根据所接收到的数字信号控制所述开关单元的导通与截止，当所述开关单元响应信号识别单元的控制而导通时，所述信号识别单元将所述数字信号传输至所述第二信号转换单元，所述第二信号转换单元将所述接收到的数字信号转换成相应的电源信号，所述第二振荡电路接收所述电源信号输出电流信号，从而为负载提供电能。

2.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于，所述第一振荡电路为一自激式振荡器。

3.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于，所述第二振荡电路包括并联的接收电感和电容。

4.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于，所述第一信号转换单元包括一异或运算器，所述异或运算器的输入端与第一振荡电路连接，输出端与信号放大单元连接，所述异或运算器用于将所述第一振荡电路产生的电磁波信号转换成二进制周期数字信号。

5.如权利要求4所述的无线供电装置，其特征在于，当所述信号识别单元判断所接收到的数字信号为二进制信号“1”时，控制所述开关单元导通，当所述信号识别单元判断所接收到的数字信号为二进制信号“0”时，控制所述开关单元截止。

6.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于，所述第二信号转换单元包括一异或运算器，所述异或运算器的输出端与所述开关单元连接，输入端与所述第二振荡电路连接。

7.一种无线供电装置的供电方法，所述无线供电装置包括一信号发送单元及一信号接收单元，其特征在于，所述信号发送单元包括第一振荡电路，用于产生电磁波信号；所述信号接收单元包括第二振荡电路，所述供电方法包括：

由所述第一振荡电路将所述接收的电源信号转换成具有特定频率的周期振荡的电磁波信号；

将所述电磁波信号转换成数字信号；

放大所述数字信号，并发送至所述信号接收单元；

根据所述数字信号控制将所述数字信号转换成具有相应相位的电源信号；

所述第二振荡电路接收所述转换生成的电源信号，并将该电源信号转换成直流形式的电流信号对负载提供电能。

8.如权利要求7所述的供电方法，其特征在于，所述数字信号为二进制数字信号。

9.如权利要求8所述的供电方法，其特征在于，所述步骤：根据所述数字信号控制将所述数字信号转换成具有相应相位的电源信号”包括：当所述接收到的数字信号为二进制信号“1”时，将所述数字信号转换成具有相应相位的电源信号；当所述接收到的数字信号为二进制信号“0”时，对所述数字信号不做处理。

10.如权利要求7所述的供电方法，其特征在于，所述第一振荡电路为一自激式振荡器，所述第二振荡电路包括并联的接收电感和电容。

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