CN103786535B - 相对旋转体间电量传输电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种相对旋转体间电量传输电路，属于电量(电信号)产生、变换、传输技术领域，由相对旋转体间的静导体、相对旋转体间的动导体、整流电路三部分组成。应用于汽车直接式轮胎压力监测系统中，可以使安装在车轮中的轮胎压力检测传感器获得充足的电量，传输稳定的信号。因此，能够提高轮胎压力检测传感器的使用寿命和工作期间的检测频次，降低轮胎压力检测传感器的设计、生产和制造复杂化程度；解决在进行无线电信号传输过程中受使用环境因素的限制而造成无线电信号传输质量不稳定的问题和存在无法报警的安全隐患；避免因电池的存在而产生的增加轮胎压力检测传感器的质量以及增大了破坏汽车车轮动平衡的因素，可克服因电池报废后产生的环境保护问题。

Description

相对旋转体间电量传输电路

技术领域

本发明涉及一种相对旋转体间电量传输电路，更具体地说涉及两个相对旋转导体相互之间的电量产生、变换、传输的方法和途径。属于电量产生、变换、传输技术领域。可适用于汽车直接式轮胎压力监测系统。

背景技术

目前，在现有已实用化的汽车直接式轮胎压力监测系统中，轮胎压力检测传感器电路都是由小容量的电池提供电量，受电池电容量小因素的限制以及电池材料因素的限制，现有已实用化的汽车直接式轮胎压力监测系统在实际应用中存在种种不足之处，例如，轮胎压力检测传感器的使用寿命、工作期间的检测频次受到限制；轮胎压力检测传感器的设计、生产和制造复杂化；以及在进行无线电信号传输过程中受使用环境因素的限制而造成无线电信号传输质量不稳定、存在无法报警的安全隐患；电池的存在，增加了轮胎压力检测传感器的质量，增大了破坏汽车车轮动平衡的因素，也带来电池报废后产生的环境保护问题。

如果汽车直接式轮胎压力监测系统采用相对旋转体间电量传输电路，则上述不足之处可以得到解决，安装在车轮中的轮胎压力检测传感器可以获得充足的电量，传输稳定的信号。

相对旋转体是由两个(数个)物体组成的，其中一个(数个)物体围绕另一个(数个)物体旋转或者是其中一个(数个)物体周期性地逐渐接近另一个(数个)物体后再逐渐地远离，这两个(数个)物体统称为相对旋转体(作单摆运动的物体和另一个(数个)相关物体也可统称相对旋转体)，例如车辆中，由轮辋和轮胎构成的车轮围绕刹车钳旋转，车轮和刹车钳可以统称为相对旋转体，同样，车轮上的一部分例如气门嘴和刹车钳可以统称为相对旋转体。

相对旋转体间电量传输电路是指向相对旋转体间的一个物体上的导体传输到电量(即这个物体上的导体具有一定电量后)，在直接接触或者非直接接触该物体上的导体状态下的相对旋转体间的另一个物体上的导体在一定条件下能够表现出输出一定电量(即另一个物体上的导体在一定条件下呈现具有一定电量)现象的电路。

在车体上和车轮上分别放置相对旋转体间的静导体(以下简称静导体)、相对旋转体间的动导体(以下简称动导体)以及整流电路，建立起相对旋转体间电量传输电路，是一个可以使汽车轮胎压力检测传感器获得充足的电量，传输稳定的信号的可行方案。

一定条件下，静导体和动导体相互接近在一起可以构成具有电容参数的电容结构，利用电容的充放电原理和整流电路的整流原理，使相对旋转体间电量传输电路可以输出充足的电量和稳定的电信号。

目前，申请者还没有见到国内外关于由静导体、动导体、整流电路三部分组成的可适用于汽车直接式轮胎压力监测系统的相对旋转体间电量传输电路的研究。

发明内容

本发明相对旋转体间电量传输电路具有以下特征：

相对旋转体间电量传输电路由静导体、动导体、整流电路三部分组成。

静导体和动导体能够呈现具有电容参数的电容结构；动导体可以围绕静导体作旋转运动或者作周期性的逐渐接近静导体后再逐渐远离静导体的运动；静导体与动导体两者上的电量在一定条件下可以根据两导体之间电场的变化而相应地分别同时增大或者同时减小；静导体可以安置在一个相对固定的位置上；动导体可以安置在一个能够围绕静导体作旋转运动的位置上或者安置在能够周期性地逐渐接近静导体后再逐渐远离静导体的位置上；静导体例如可以是安装在刹车钳顶端位置上的具有一定形状的导体；静导体例如可以是刹车钳；静导体例如可以是刹车钳上的一个部件；静导体例如可以是其他(刹车钳上或非刹车钳上)一个相对固定位置上的导体；动导体例如可以是固定在轮辋上的具有一定形状的气门嘴；动导体例如可以是固定在轮辋上某一位置上并且和气门嘴相导通的具有一定形状的导体(气门嘴具有导线的特征：即气门嘴中的导体使处在由轮辋与轮胎构成密闭空腔里的电路和处在空腔外的电路(包括动导体、气门嘴本身)相导通)；动导体例如可以是轮胎中的钢丝帘；动导体例如可以是轮胎中其他(非钢丝帘)形式的导体；动导体例如可以是其他(轮胎或轮辋以及非轮胎或轮辋)位置上的具有一定形状的导体；等等。

整流电路是由一个(数个)基本整流电路单元构成。

基本整流电路单元是由两个二极管构成，基本整流电路单元根据电量输出端的不同分为两种形式：

第一种形式是：在某个基本整流电路单元中，第一个二极管的负极和例如轮辋(或者其他部位的导体)相导通，第一个二极管的正极和例如动导体相导通，同时，第二个二极管的负极和第一个二极管的正极相导通，第二个二极管的正极作为这个基本整流电路单元电量输出端。

第二种形式是：在某个基本整流电路单元中，第一个二极管的正极和例如轮辋(或者其他部位的导体)相导通，第一个二极管的负极和例如动导体相导通，同时，第二个二极管的正极和第一个二极管的负极相导通，第二个二极管的负极作为这个基本整流电路单元电量输出端。

在不同的使用目的和使用环境中，基本整流电路单元中的二极管的安装位置可以不同，二极管的安装位置例如可以是在电路板中；可以是在集成电路中；可以是在相对旋转体中；可以是在其他一个具体位置上，基本整流电路单元中的第一个二极管的正极和第二个二极管的负极相导通的同时，可以是和动导体导通，或者是和静导体导通，或者是和其他导体导通。

基本整流电路单元中的二极管例如可以是发光二极管；基本整流电路单元中的二极管例如可以是整流二极管；基本整流电路单元中的二极管例如可以是其他具有一定具体参数、功能形式的二极管。

相对旋转体间电量传输电路的工作原理可以描述如下：所述的静导体和所述的动导体可以构成一个具有电容参数的电容结构，两导体分别成为一个电容结构的两个电极，根据动导体不同的运动状态位置，静导体和动导体所构成电容结构的电容值存在一定规律性的变化，在一定条件下，当动导体处在最接近静导体位置时，电容结构的电容值最大；当动导体处在最远离静导体位置时，电容结构的电容值最小；在电容结构中，两电极导体中任意一个电极导体如果具有一定电量，则另一个电极导体的相应部位也会呈现一定电量，如果电容结构接上电源，则该电容结构就会在一定条件下随着电容值的变大而充电，随着电容值的变小放电，或者该电容结构在一定条件下随着电源电压值的变大而充电，随着电源电压值的变小放电；在这个过程中，再配合有整流电路控制充放电流的方向，就可以使构成的相对旋转体间电量传输电路表现出其中一个导体上的电量向另一个导体传输过去的现象，或者说，一个导体上具有一定电量后，一定条件下，非直接接触该导体的另一个导体可以表现出具有可输出一定电量能力的现象。

本发明应用于汽车直接式轮胎压力监测系统中，可以为安装在车轮内部的轮胎压力检测传感器电路提供电量和传输质量稳定的电信号，相比较说，同时可以减小轮胎压力检测传感器的质量。

附图说明

图1为本发明的直流电源形式的向轮胎压力检测传感器电路提供电量实施例结构示意图。

图2为本发明的交变电压电源形式的向轮胎压力检测传感器电路提供电量实施例结构示意图。

图中A为主要由汽车点火线圈以及高压二极管构成的直流负高压电(正极通过导线搭铁，负极通过导线和导体(B)导通)。

图中A1为交变电压电源(一电源输出极通过导线搭铁，另一电源输出极通过导线和导体(B)导通)。

图中B为安装在刹车钳顶端端面位置上的具有一定形状的导体(这是静导体，构成电容结构的一个电极，可以通过导线和负高压直流电源(A)负极导通或者是和交变电压电源(A1)一电源输出极导通)。

图中E为安装在轮辋上具有一定形状的气门嘴(这是动导体，构成电容结构的另一个电极，同时，与安置在由轮辋与轮胎构成的密闭空腔里的基本整流电路单元中的二极管导通)。

图中D1为安置在由轮辋与轮胎构成的密闭空腔里的基本整流电路单元中的二极管(负极和气门嘴(E)导通，正极搭铁)。

图中D2为安置在由轮辋与轮胎构成的密闭空腔里的基本整流电路单元中的二极管(正极和气门嘴(E)导通，正极作为基本整流电路单元的电量输出端和轮胎压力检测传感器电路(F)导通)。

图中F安置在由轮辋与轮胎构成的密闭空腔里的轮胎压力检测传感器电路。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明结构及原理作进一步说明。

如图1所示本发明的直流电源形式的向轮胎压力检测传感器电路提供电量实施例，其结构是：在正常情况下，主要由汽车点火线圈以及高压二极管构成的直流负高压电源(A)，其正极是通过导线搭铁，负极是通过导线和导体(B)导通；气门嘴(E)和二极管(D1)的负极导通，同时，和二极管(D2)的正极导通；二极管(D1)的正极搭铁；二极管(D2)的负极和轮胎压力检测传感器电路(F)导通。

其工作原理可简述为：在正常情况下，由汽车点火线圈以及高压二极管构成的直流负高压电源(A)负极通过导线和导体(B)导通，使导体(B)周围产生电场；气门嘴(E)随着车轮的旋转可以周期性的逐渐接近导体(B)后再逐渐远离导体(B)，在这个周而复始的过程中，气门嘴(E)和导体(B)构成的电容结构，其电容值是经历从小到大再到小的循环过程，在气门嘴(E)逐渐接近导体(B)阶段中，电容结构的电容值逐渐变大，在电场的作用下，二极管(D1)中产生充电电流，电流流向气门嘴(E)；在气门嘴(E)逐渐远离导体(B)阶段中，电容结构的电容值逐渐变小，在电场的作用下，二极管(D2)中产生放电电流，电流流向轮胎压力检测传感器电路(F)；因此，在这个阶段中，轮胎压力检测传感器电路(F)获得电量。

如图2所示本发明的交变电压电源形式的向轮胎压力检测传感器电路提供电量实施例，其结构是：在正常情况下，交变电压电源(A1)的一电源输出极通过导线搭铁，另一电源输出极通过导线和导体(B)导通；气门嘴(E)和二极管(D1)的负极导通，同时，和二极管(D2)的正极导通；二极管(D1)的正极搭铁；二极管(D2)的负极和轮胎压力检测传感器电路(F)导通。

其工作原理可简述为：在正常情况下，交变电压电源(A1)的一电源输出极是通过导线搭铁，另一电源输出极是通过导线和导体(B)导通，使导体(B)周围产生交变的电场；气门嘴(E)随着车轮的旋转可以进入导体(B)周围交变的电场，在交变电场的作用下，气门嘴(E)的存在会使二极管(D1)、二极管(D2)中分别产生充电电流、放电电流，在某个阶段中，在交变电场的作用下，二极管(D1)中产生充电电流，电流流向气门嘴(E)；在另一个阶段中，在交变电场的作用下，二极管(D2)中产生放电电流，电流流向轮胎压力检测传感器电路(F)；因此，在二极管(D2)中产生放电电流的阶段中，轮胎压力检测传感器电路(F)获得电量。

Claims (1)

1.一种相对旋转体间电量传输电路，其特征是：相对旋转体间电量传输电路由静导体、动导体、整流电路三部分组成；静导体和动导体构成具有电容参数的电容结构；静导体与动导体两者上的电量在一定条件下随着静导体与动导体两者之间电场的变化而相应地分别同时增大或者是同时减小；整流电路是由一个以上基本整流电路单元构成；

其中，静导体和动导体构成一个具有电容参数的电容结构，两导体分别成为一个电容结构的两个电极，当动导体处在最接近静导体位置时，电容结构的电容值最大；当动导体处在最远离静导体位置时，电容结构的电容值最小；在电容结构中，两电极导体中任意一个电极导体如果具有一定电量，则另一个电极导体的相应部位也会呈现一定电量，电容结构接上电源，则该电容结构能够随着电容值的变大而充电，随着电容值的变小放电，或者该电容结构能够随着电源电压值的变大而充电，随着电源电压值的变小放电，其中，整流电路能够控制这个充放电过程中电流的方向；

其中，静导体是相对旋转体间电量传输电路中的一个具体的导体，静导体运动状态位置在一定条件下保持相对不改变；在某个具体的相对旋转体间电量传输电路中，安装在刹车钳顶端位置上的具有一定形状的导体是这个相对旋转体间电量传输电路中的静导体；

其中，动导体是相对旋转体间电量传输电路中的一个具体的导体，动导体运动状态位置在一定条件下能够发生相对连续的运动或者改变；在某个具体的相对旋转体间电量传输电路中，固定在轮辋上的具有一定形状的气门嘴是这个相对旋转体间电量传输电路中的动导体；

其中，整流电路中的基本整流电路单元是由两个二极管构成；基本整流电路单元根据其电路电量输出端的不同分为两种形式，第一种形式是：在一个基本整流电路单元中，第一个二极管的负极和轮辋相导通，第一个二极管的正极和动导体相导通，同时，第二个二极管的负极和第一个二极管的正极相导通，第二个二极管的正极作为这个基本整流电路单元的电量输出端；第二种形式是：在另一个基本整流电路单元中，第一个二极管的正极和轮辋相导通，第一个二极管的负极和动导体相导通，同时，第二个二极管的正极和第一个二极管的负极相导通，第二个二极管的负极作为这个基本整流电路单元的电量输出端；

其中，在不同的使用目的和使用环境中，基本整流电路单元中的第一个二极管的正极和第二个二极管的负极相导通的同时，和动导体导通或和静导体导通。