一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，屬于電氣連接及無線供電的智能電源插線板【技術(shù)領(lǐng)域】。由智能電源插線板和無線供電系統(tǒng)的發(fā)射端組成；還包括插座、液晶顯示設(shè)備、設(shè)置的USB充電接口、LED功能指示燈、一個總開關(guān)，絕緣殼體內(nèi)部設(shè)置的無線供電系統(tǒng)接收LC諧振電路、整流濾波電路、穩(wěn)壓控制電路、傳感器及智能控制系統(tǒng)、發(fā)射天線由發(fā)射LC諧振電路、驅(qū)動功率放大電路、高頻信號發(fā)生器、整流變壓電路以及電源。智能控制系統(tǒng)自動檢測負(fù)載電量、控制發(fā)射端關(guān)閉與啟動。本實用新型無線供電傳輸距離1.5米、傳輸效率90%以上，采用稀土鑭碲銅合金或稀土鋁合金材料制造發(fā)射、接收線圈，完成高效率的磁耦合共振電磁能的無電纜線輸送。
【專利說明】一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電子電氣類的電氣連接高新【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種采用無線供電技術(shù)方式完成能量傳輸，具有智能電源插線板的無線充電系統(tǒng)，能夠給多個無線接收裝置供電。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，電器產(chǎn)品種類越來越多，電源插線板也就成為每家每戶的必備品。市場中也出現(xiàn)了各式各樣的電源插線板，如防雷擊，防短路，防過載，防漏電等等，已經(jīng)發(fā)展的比較廣泛也很智能，但是技術(shù)上還有待于進(jìn)步。
[0003]現(xiàn)在市面上智能電源插線板的類型多樣，功能也日益豐富，利用單片機(jī)技術(shù)可很容易實現(xiàn)附屬特殊功能。智能電源插線板一般電路接線端口比較有限，每個插線板也都有規(guī)定的電氣參數(shù)如最大電壓，最大電流，頻率等，限制了插線板所能輸出的功率和連接電器數(shù)目。一些插頭長期插在插座上，就等于處于工作狀態(tài)，不僅耗能而且很容易使插頭老化、燒焦，導(dǎo)致短路電器燒壞。而且家用電器一般都要長長的電源電纜插到插線板才能工作，各種電器接插在同一插線板上不僅存在安全隱患的而且還使得房間布線繁亂。現(xiàn)代社會提倡智能家居理念，以無線的方式通過手機(jī)實現(xiàn)智能遠(yuǎn)程遙控，美觀智能化的同時更讓人心里踏實。
[0004]無線能量傳輸技術(shù)是用電設(shè)備以非接觸方式從固定電網(wǎng)獲取電能的技術(shù)，用電設(shè)備與電源無電氣上的連接，具有良好的安全性和便捷使用優(yōu)點。目前國內(nèi)外也對無線技術(shù)也已經(jīng)做了多方面應(yīng)用，如手機(jī)充電、筆記本充電、電動剃須刀、電動牙刷等，大多都采用非接觸感應(yīng)式技術(shù)實現(xiàn)。這種方式存在多方面缺陷:傳輸距離很短，效率只有80%-85%，傳輸方向也存在局限性等等。因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這些問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶有智能電源插線板的無線充電系統(tǒng)，解決目前現(xiàn)有技術(shù)中無線供電傳輸距離很短，傳輸效率不高，充電方向局限，插頭電源電纜分布雜亂等技術(shù)問題。
[0006]為了實現(xiàn)本實用新型所要解決的技術(shù)問題，設(shè)計一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，由智能電源插線板和無線供電系統(tǒng)的發(fā)射端組成；其中智能電源插線板，包括絕緣殼體、絕緣殼體上蓋設(shè)置的插座、液晶顯示設(shè)備、USB充電接口、LED功能指示燈、一個總開關(guān)；所述的絕緣殼體內(nèi)部設(shè)置有電池、傳感器、智能控制系統(tǒng)；絕緣殼體內(nèi)部還設(shè)置有無線供電系統(tǒng)接收端；
[0007]所述的接收端包括接收LC諧振電路、與接收LC諧振電路連接的整流濾波電路、與整流濾波電路連接的穩(wěn)壓控制電路；所述的穩(wěn)壓控制電路與直流負(fù)載連接，其中穩(wěn)壓控制電路還分別與直流的USB充電接口連接、與交流插座連接的逆變電路和交流負(fù)載連接；
[0008]所述的智能控制系統(tǒng)通過檢測控制系統(tǒng)分別連接液晶顯示設(shè)備、傳感器及接收端，對智能電源插線板進(jìn)行智能控制；
[0009]所述的無線供電系統(tǒng)的發(fā)射端包括無線通訊芯片控制的電源開關(guān)、整流變壓電路、高頻信號發(fā)生器、功率放大器、發(fā)射LC諧振電路；所述的整流變壓電路、高頻信號發(fā)生器、功率放大器與發(fā)射LC諧振電路進(jìn)行串聯(lián)連接；其中高頻信號發(fā)生器是通過電流檢測電路、頻率跟蹤電路、PWM驅(qū)動器進(jìn)行信息反饋，并通過智能控制系統(tǒng)共同提供與控制頻率脈沖；
[0010]所述的接收LC諧振電路發(fā)射線圈的材料為稀土鑭碲銅合金或稀土鋁合金。
[0011]所述的發(fā)射LC諧振電路發(fā)射線圈的材料為稀土鑭碲銅合金或稀土鋁合金。
[0012]所述的USB充電接口為二個、設(shè)置于絕緣殼體的側(cè)壁。
[0013]所述的LED功能指示燈為二個、設(shè)置于絕緣殼體的側(cè)壁。
[0014]所述液晶顯示設(shè)備3設(shè)置于絕緣殼體I的上蓋中部。
[0015]所述的液晶顯示設(shè)備3上設(shè)置有功能切換按鈕4。
[0016]所述的插座2為二至十個單相或三相，均勻分布在上蓋的邊緣區(qū)域。
[0017]本實用新型的方案是將智能電源插線板與智能控制的無線供電技術(shù)結(jié)合，根據(jù)家庭電源分布，鋪設(shè)無線供電系統(tǒng)發(fā)射裝置的發(fā)射線圈，發(fā)射的電磁能由無線供電系統(tǒng)的智能電源插線板內(nèi)設(shè)置的電磁能接收端接收，并通過轉(zhuǎn)換電路還原成需要的電能，為無線供電系統(tǒng)的智能電源插線板上用電負(fù)載供電。
[0018]本實用新型中無線供電系統(tǒng)均自主設(shè)計完成，即發(fā)射部分與接收部分，發(fā)射頻率可調(diào)(可達(dá)到兆級以上)發(fā)射功率可控，應(yīng)用范圍廣泛。安裝在家庭中的發(fā)射裝置輸入端可直接接入到220V或380V/50HZ的市電，經(jīng)過調(diào)整電路為內(nèi)部芯片提供工作電壓，輸出高頻信號驅(qū)動功率放大電路，采用頻率檢測跟蹤方式調(diào)節(jié)諧振頻率來匹配發(fā)射線圈電感，使系統(tǒng)自動實現(xiàn)磁共振耦合，實現(xiàn)頻率可調(diào)、傳輸距離可變、發(fā)射功率可控，發(fā)明產(chǎn)品系列化的目標(biāo)。
[0019]本實用新型中可實現(xiàn)范圍性中遠(yuǎn)距離的無線供電，能夠為用電設(shè)備在1.5m空間范圍內(nèi)穿過非磁性物質(zhì)進(jìn)行供電，傳輸效率在90%以上。系統(tǒng)通過智能控制可自動識別負(fù)載設(shè)備進(jìn)行供電，在有效接收范圍內(nèi)檢測到負(fù)載時即會為其自動充電，直到充滿關(guān)閉系統(tǒng)，并且可為多個負(fù)載同時進(jìn)行供電；在無接收負(fù)載情況下系統(tǒng)會自動關(guān)閉無能量損耗。
[0020]本實用新型中無線供電系統(tǒng)所用的發(fā)射線圈與線圈用自主研發(fā)的稀土合金材料，此材料采用稀土鑭碲銅合金、稀土鋁合金為基礎(chǔ)材料，利用稀土銅合金和稀土鋁合金的優(yōu)異電性能，有效提高傳輸效率20%?30%，導(dǎo)電性提高達(dá)到20%左右、線路阻抗降低10%左右，增加傳輸距離，降低系統(tǒng)空載能量損耗以及較穩(wěn)定的溫度特性和腐蝕特性。在線圈結(jié)構(gòu)上有效加入特有的磁性物質(zhì)，提高諧振線圈品質(zhì)因數(shù)Q和磁場利用率。
[0021]本實用新型產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)，包括無線供電系統(tǒng)的發(fā)射源與接收源的結(jié)構(gòu)設(shè)計均為自主設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)能量發(fā)射源與能量接收器的特性規(guī)律，選擇系統(tǒng)中元器件參數(shù)如電感、電容、阻抗值、品質(zhì)因數(shù)，線圈形狀、尺寸、線徑、匣數(shù)、材料等等，任何一個參數(shù)取舍不當(dāng)都會影響無線供電系統(tǒng)的性能。通過各種實驗數(shù)據(jù)分析和理論分析論證，選用出適合本實用新型的最優(yōu)元器件，實現(xiàn)能量穩(wěn)定可靠傳輸。
[0022]通過本方案設(shè)計，本實用新型帶來有益效果是:
[0023]一，借助具有無線供電方式的插線板，省去了長長的電源電纜，利用“無線非輻射性磁耦合共振”原理實現(xiàn)中遠(yuǎn)距離高效電能傳輸。不僅對人體沒有任何危害，還避免了插拔電源帶來的安全隱患。在保證了絕對安全的情況下，無線供電方式將能夠有效解決房間布線繁亂、家電位置固定化、居室墻面被插座破壞等問題，為人們的生活提供更多的便利；同時，還將大量節(jié)省布線所用的銅、塑料等材料，節(jié)約了資源，減少了污染。
[0024]二，本實用新型所消耗的能量只有無線傳統(tǒng)電磁感應(yīng)供電技術(shù)的百萬分之一，大大降低能量損耗，同時采用我們特有的稀土合金材料作為能源發(fā)射和接收裝置，也有效的提高了能量傳輸效率20%?30%。
[0025]三，本實用新型兼容了傳統(tǒng)智能插線板同時加入無線供電裝置，為一些用電設(shè)備省去了電池，不存在電池壽命不足，電池笨重和充電時間長等問題，也節(jié)能環(huán)保無污染，無
輻射，無危害。
[0026]四，甩掉因長長充電電線帶來的煩惱，能夠為用電設(shè)備在1.5m空間有效范圍內(nèi)穿過非磁性物質(zhì)進(jìn)行供電，傳輸效率在90%以上，通過智能檢測控制可自動完成充電過程。
[0027]綜上所述，無線供電系統(tǒng)所用的發(fā)射線圈與接收線圈用自主研發(fā)的稀土鑭碲銅合金、稀土鋁合金材料的優(yōu)異電性能，有效提高傳輸效率20%?30%，傳輸效率達(dá)到90%以上，所消耗的能量只有無線傳統(tǒng)電磁感應(yīng)供電技術(shù)的百萬分之一，大大降低能量損耗、增加傳輸距離，降低系統(tǒng)空載能量損耗以及較穩(wěn)定的溫度特性和腐蝕特性。在線圈結(jié)構(gòu)上有效加入特有的磁性物質(zhì)，提高諧振線圈品質(zhì)因數(shù)Q和磁場利用率。同時無線充電系統(tǒng)的智能電源插線板系統(tǒng)磁耦合共振頻率對人體及其它材料無害。并且本方案還可以采用智能手機(jī)控制，通過手機(jī)對帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制，達(dá)到方便、快捷的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的說明:
[0029]圖1為本實用新型產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為本實用新型核心部件無線供電系統(tǒng)邏輯示意圖
[0031]圖中標(biāo)記1-絕緣殼體、2-插座、3_液晶顯本設(shè)備、4-功能切換按鈕、5_總開關(guān)、
6-LED功能指示燈、7-USB充電接口、8_整流變壓電路、9_高頻信號發(fā)生器、10-功率放大器、11-發(fā)射LC諧振電路、12-接收LC諧振電路、13-整流濾波電路、14-穩(wěn)壓控制電路、15-直流負(fù)載、16-電流檢測電路、17-頻率跟蹤電路、18-PWM驅(qū)動器、19-傳感器、20-檢測控制系統(tǒng)、21-逆變電路、22-交流負(fù)載、23-智能控制系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0032]實施例1
[0033]本實用新型無線供電系統(tǒng)，即發(fā)射部分與接收部分發(fā)射頻率可調(diào)達(dá)到兆級以上、無線供電距離1.5米、發(fā)射接收功率可達(dá)500瓦，發(fā)射與接收距離減少供電功率隨之增大，能夠穿過非磁性物質(zhì)、墻體進(jìn)行供電，發(fā)射裝置輸入端可直接接入到220V或380V/50HZ的市電，靠無線通訊芯片控制的電源開關(guān)自動接通電源；靠智能檢測控制可自動完成充電過程；靠無線充電系統(tǒng)的智能電源插線板內(nèi)的智能控制系統(tǒng)自動檢測插線板上的負(fù)載或周圍帶有無線充電特性的智能手機(jī)等移動負(fù)載及電量狀況，發(fā)出接通電源的無線通訊指令，采用RS232通訊模塊或其它通訊模塊。根據(jù)家庭電線分布，在家中鋪設(shè)無線供電系統(tǒng)的發(fā)射裝置(可埋于地面下或墻壁里)，通過發(fā)射裝置的磁耦合共振發(fā)射線圈發(fā)射磁能，在智能插線板中裝入無線供電接收裝置，經(jīng)接收線圈接收磁能并通過電路轉(zhuǎn)換成電能為插線板上用電設(shè)備供電。同時還可通過手機(jī)智能控制插線板工作于關(guān)閉，即節(jié)能又安全。
[0034]如圖1、圖2所示，本實用新型設(shè)計的一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，由智能電源插線板和無線供電系統(tǒng)的發(fā)射端組成；其中智能電源插線板，包括絕緣殼體1、絕緣殼體I上蓋設(shè)置的插座2、液晶顯示設(shè)備3、USB充電接口 7、LED功能指示燈6、一個總開關(guān)5 ;所述的絕緣殼體I內(nèi)部設(shè)置有電池、傳感器19、智能控制系統(tǒng)23 ;絕緣殼體I內(nèi)部還設(shè)置有無線供電系統(tǒng)接收端；
[0035]所述的接收端包括接收LC諧振電路12、與接收LC諧振電路12連接的整流濾波電路13、與整流濾波電路13連接的穩(wěn)壓控制電路14 ;所述的穩(wěn)壓控制電路14與直流負(fù)載15連接，其中穩(wěn)壓控制電路14還分別與直流的USB充電接口 7連接、與交流插座2連接的逆變電路21和交流負(fù)載22連接；
[0036]所述的智能控制系統(tǒng)23通過檢測控制系統(tǒng)20分別連接液晶顯示設(shè)備3、傳感器19及接收端，對智能電源插線板進(jìn)行智能控制；
[0037]所述的無線供電系統(tǒng)的發(fā)射端包括無線通訊芯片控制的電源開關(guān)、整流變壓電路8、高頻信號發(fā)生器9、功率放大器10、發(fā)射LC諧振電路11 ;所述的整流變壓電路8、高頻信號發(fā)生器9、功率放大器10與發(fā)射LC諧振電路11進(jìn)行串聯(lián)連接；其中高頻信號發(fā)生器9是通過電流檢測電路16、頻率跟蹤電路17、PWI驅(qū)動器18進(jìn)行信息反饋，并通過智能控制系統(tǒng)23共同提供與控制頻率脈沖；
[0038]所述的接收LC諧振電路12發(fā)射線圈的材料為稀土鑭碲銅合金或稀土鋁合金。
[0039]所述的發(fā)射LC諧振電路11發(fā)射線圈的材料為稀土鑭碲銅合金或稀土鋁合金。
[0040]所述的USB充電接口 7為二個、設(shè)置于絕緣殼體I的側(cè)壁。
[0041]所述的LED功能指示燈6為二個、設(shè)置于絕緣殼體I的側(cè)壁。
[0042]所述液晶顯示設(shè)備3設(shè)置于絕緣殼體I的上蓋中部。
[0043]所述的液晶顯示設(shè)備3上設(shè)置有功能切換按鈕4。
[0044]所述的插座2為二至十個單相或三相，均勻分布在上蓋的邊緣區(qū)域。
[0045]本實用新型是將“磁耦合共振”新技術(shù)與現(xiàn)有智能電源插線板完美結(jié)合，實現(xiàn)無線供電手機(jī)智能控制的高端科技產(chǎn)品。根據(jù)家庭電線分布，在家中鋪設(shè)無線供電系統(tǒng)的發(fā)射裝置(可埋于地面下或墻壁里)，通過發(fā)射裝置的發(fā)射線圈發(fā)射磁能，在智能插線板中裝入無線供電接收裝置，經(jīng)接收線圈接收磁能并通過電路轉(zhuǎn)換成電能為插線板上用電設(shè)備供電。通過無線供電系統(tǒng)可真正擺脫插線板自帶的長長電源電纜，無需與市電相連接即可完成對外供電，同時也可通過手機(jī)智能控制插線板工作于關(guān)閉，即節(jié)能又安全。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，其特征在于:由智能電源插線板和無線供電系統(tǒng)的發(fā)射端組成；其中智能電源插線板，包括絕緣殼體(1)、絕緣殼體(1)上蓋設(shè)置的插座(2)、液晶顯示設(shè)備(3)、USB充電接口(7)、LED功能指示燈(6)、一個總開關(guān)(5);所述的絕緣殼體(1)內(nèi)部設(shè)置有電池、傳感器(19)、智能控制系統(tǒng)(23);并且絕緣殼體(1)內(nèi)部還設(shè)置有無線供電系統(tǒng)接收端； 所述的接收端包括接收LC諧振電路(12)、與接收LC諧振電路(12)連接的整流濾波電路(13)、與整流濾波電路(13)連接的穩(wěn)壓控制電路(14);所述的穩(wěn)壓控制電路(14)與直流負(fù)載(15)連接，其中穩(wěn)壓控制電路(14)還分別與直流的USB充電接口(7)連接、與交流插座(2)連接的逆變電路(21)和交流負(fù)載(22)連接； 所述的智能控制系統(tǒng)(23)通過檢測控制系統(tǒng)(20)分別連接液晶顯示設(shè)備(3)、傳感器(19)及接收端，對智能電源插線板進(jìn)行智能控制； 所述的無線供電系統(tǒng)的發(fā)射端包括無線通訊芯片控制的電源開關(guān)、整流變壓電路(8)、高頻信號發(fā)生器(9)、功率放大器(10)、發(fā)射LC諧振電路(11);所述的整流變壓電路(8)、高頻信號發(fā)生器(9)、功率放大器(10)與發(fā)射LC諧振電路(11)進(jìn)行串聯(lián)連接；其中高頻信號發(fā)生器(9)是通過電流檢測電路(16)、頻率跟蹤電路(17)、P?I驅(qū)動器(18)進(jìn)行信息反饋，并通過智能控制系統(tǒng)(23)共同提供與控制頻率脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，其特征在于:所述的接收LC諧振電路(12)發(fā)射線圈為稀土鑭碲銅合金或稀土鋁合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，其特征在于:所述的發(fā)射LC諧振電路(11)發(fā)射線圈為稀土鑭碲銅合金或稀土鋁合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，其特征在于:所述的USB充電接口(7)為二個、設(shè)置于絕緣殼體(1)的側(cè)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，其特征在于:所述的LED功能指示燈(6)為二個、設(shè)置于絕緣殼體(1)的側(cè)壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，其特征在于:所述液晶顯示設(shè)備(3)設(shè)置于絕緣殼體(1)的上蓋中部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶 有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，其特征在于:所述的液晶顯示設(shè)備(3 )上設(shè)置有功能切換按鈕(4 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有智能電源插線板的無線供電系統(tǒng)，其特征在于:所述的插座(2)為二至十個單相或三相，均勻分布在上蓋的邊緣區(qū)域。
【文檔編號】H01R13/66GK203607932SQ201320838774
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】孫亞坤, 葉勁平, 公波, 李紹宇 申請人:長春中信光電科技發(fā)展有限公司