本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠距離無線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電子設(shè)備無線充電方案主要是線圈方案，線圈方案是利用磁感應(yīng)耦合進行能量傳遞，即平面初級線圈產(chǎn)生時變磁場并在次級線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而實現(xiàn)能量的傳輸。相應(yīng)的，使用這種無線充電技術(shù)的電子設(shè)備(例如，手機)必須放置在無線充電板上，不能實現(xiàn)為電子設(shè)備進行遠距離充電。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種遠距離無線充電系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實現(xiàn)為電子設(shè)備進行遠距離充電的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種遠距離無線充電系統(tǒng)，所述遠距離無線充電系統(tǒng)包括發(fā)射端及接收端，其中：

所述發(fā)射端包括壓控振蕩器、一級放大器、二級放大器及發(fā)射天線，所述壓控振蕩器的輸出端與所述一級放大器的輸入端連接，所述一級放大器的輸出端與所述二級放大器的輸入端連接，所述二級放大器的輸出端與所述發(fā)射天線的輸入端連接；

所述接收端包括接收天線、選頻電路、整流電路及電流輸出端，所述接收天線與所述選頻電路串聯(lián)，所述選頻電路與整流電路串聯(lián)，所述整流電路與所述電流輸出端串聯(lián)；及

所述發(fā)射端的發(fā)射天線的輸出端與所述接收端的接收天線的輸入端之間無線連接，所述發(fā)射端用于產(chǎn)生信號并通過發(fā)射天線發(fā)射至空中，所述接收端的接收天線接收所述發(fā)射天線發(fā)射的信號并將所述信號轉(zhuǎn)換成電流。

優(yōu)選的，所述發(fā)射端上還設(shè)置電源，其中，所述電源與所述壓控振蕩器、一級放大器及二級放大器電連接。

優(yōu)選的，所述發(fā)射端還包括第一電壓調(diào)節(jié)模塊及第一穩(wěn)壓模塊，所述第一電壓調(diào)節(jié)模塊與第一穩(wěn)壓模塊及壓控振蕩器連接，所述電源與第一電壓調(diào)節(jié)模塊及第一穩(wěn)壓模塊電連接,所述電源用于為壓控振蕩器提供電能，所述第一電壓調(diào)節(jié)模塊用于通過電壓調(diào)節(jié)以控制壓控振蕩器產(chǎn)生不同頻率的信號，所述第一穩(wěn)壓模塊用于對電源的電壓進行穩(wěn)壓并將穩(wěn)定的電壓輸入至第一電壓調(diào)節(jié)模塊。

優(yōu)選的，所述發(fā)射端還包括第二電壓調(diào)節(jié)模塊及第二穩(wěn)壓模塊，所述第二電壓調(diào)節(jié)模塊與第二穩(wěn)壓模塊及一級放大器電連接，所述電源與第二電壓調(diào)節(jié)模塊及第二穩(wěn)壓模塊電連接，所述電源用于為一級放大器提供電能，所述第二電壓調(diào)節(jié)模塊用于通過電壓調(diào)節(jié)對一級放大器中的信號放大，所述第二穩(wěn)壓模塊用于對電源的電壓進行穩(wěn)壓并將穩(wěn)定的電壓輸入至第二電壓調(diào)節(jié)模塊。

優(yōu)選的，所述發(fā)射端還包括第三電壓調(diào)節(jié)模塊及第三穩(wěn)壓模塊，所述第三電壓調(diào)節(jié)模塊與第三穩(wěn)壓模塊及二級放大器電連接，所述電源與第三電壓調(diào)節(jié)模塊及第三穩(wěn)壓模塊電連接，所述電源用于為二級放大器提供電能，所述第三電壓調(diào)節(jié)模塊用于通過電壓調(diào)節(jié)對二級放大器中的信號放大，所述第三穩(wěn)壓模塊用于對電源的電壓進行穩(wěn)壓并將穩(wěn)定的電壓輸入至第三電壓調(diào)節(jié)模塊。

優(yōu)選的，所述選頻電路由第一電容和第一電感串聯(lián)組成。

優(yōu)選的，所述接收端還包括第二電容，其中，所述選頻電路通過所述第二電容與所述整流電路串聯(lián)。

優(yōu)選的，所述整流電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管、第三電容、第四電容、第五電容及第六電容，其中，所述第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管之間并聯(lián)連接，所述第一二極管的陽極與第二二極管的陰極之間通過第三電容連接，所述第二二極管的陽極與第三二極管的陰極之間通過第四電容連接，所述第三二極管的陽極與第四二極管的陰極之間通過第五電容連接，所述第四二極管的陽極與第五二極管的陰極之間通過第六電容連接，所述第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第三電容、第四電容、第五電容及第六電容所形成的并聯(lián)電路再與所述第六二極管串聯(lián)，其中，所述第三電容接地且所述第一二極管的陽極接地。

優(yōu)選的，所述第六二極管與所述電流輸出端串聯(lián)。

優(yōu)選的，所述電流輸出端包括充電端口及第七電容，其中，所述充電端口與所述第七電容并聯(lián)，所述第七電容的一端接地。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，帶來的技術(shù)效果為：本發(fā)明通過發(fā)射端將射頻信號逐級放大至高頻信號，用發(fā)射天線發(fā)射高頻信號，之后接收端通過所述接收信號接收所述高頻信號，并通過選頻電路及整流電路將高頻信號轉(zhuǎn)換成電流，轉(zhuǎn)換后的電流通過電流輸出端輸入至電子設(shè)備以進行充電，從而實現(xiàn)空中遠距離充電，避免了電子設(shè)備無線充電時必須放置于線圈裝置上，提高了無線充電的靈活性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明遠距離無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明遠距離無線充電系統(tǒng)中壓控振蕩器的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明遠距離無線充電系統(tǒng)中一級放大器的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明遠距離無線充電系統(tǒng)中二級放大器的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明遠距離無線充電系統(tǒng)中接收端的優(yōu)選實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明目的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明的具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如下。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參照圖1所示，圖1是本發(fā)明遠距離無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明所述遠距離無線充電系統(tǒng)1包括發(fā)射端10及接收端20。其中，所述發(fā)射端10包括壓控振蕩器100、一級放大器110、二級放大器120及發(fā)射天線130，所述壓控振蕩器100的輸出端與所述一級放大器110的輸入端連接，所述一級放大器110的輸出端與所述二級放大器120的輸入端連接，所述二級放大器120的輸出端與所述發(fā)射天線130的輸入端連接。所述接收端20包括接收天線210、選頻電路220、整流電路230及電流輸出端240。所述接收天線210的輸出端與所述選頻電路220的輸入端連接，所述選頻電路220的輸出端與所述整流電路230的輸入端連接，所述整流電路230的輸出端還與所述電流輸出端240的輸入端連接。

所述發(fā)射端10的發(fā)射天線130的輸出端與所述接收端20的接收天線210的輸入端之間無線連接。具體地說，所述發(fā)射端10用于產(chǎn)生高能量信號并通過發(fā)射天線130發(fā)射至空中，所述接收端20的接收天線210接收所述發(fā)射天線130的高能量信號并產(chǎn)生用于供電的電流。在本實施例中，所述發(fā)射天線130及所述發(fā)射天線210均為八木天線，其中發(fā)射天線130及所述發(fā)射天線210的發(fā)射頻率均在340至570mhz之間。

所述遠距離無線充電系統(tǒng)1充電效率采用自由空間傳播模型：其中，pt為發(fā)射功率，pr為接收功率，gf為發(fā)射天線130的增益，gr為接收天線200的增益，d為發(fā)射天線130與接收天線210之間的距離，l為與傳播無關(guān)的系統(tǒng)損耗因子。

在本實施例中，所述發(fā)射端10通過壓控振蕩器100產(chǎn)生一個信號，通過一級放大器110及二級放大器120將所述信號的射頻功率放大，例如，將6dbm的功率信號放大到可調(diào)節(jié)的功率信號(最大為60w)，并通過發(fā)射天線130發(fā)射至空氣中。所述發(fā)射天線130的發(fā)射功率越大，可以無線充電的距離就越遠。所述遠距離無線充電系統(tǒng)1通過產(chǎn)生小幅度的射頻信號，并將其逐級放大，并用發(fā)射天線130發(fā)射(即將14v直流電能轉(zhuǎn)化為440mhz左右的高頻信號)至空中，可以實現(xiàn)電能在空氣介質(zhì)中傳播。

所述壓控振蕩器100用于產(chǎn)生信號至一級放大器110。所述一級放大器110用于將所述信號放大至第一預(yù)設(shè)頻率(例如，150mhz)，并將所述第一預(yù)設(shè)頻率的信號輸入至所述二級放大器120。所述二級放大器120用于將第一預(yù)設(shè)頻率的信號放大至第二預(yù)設(shè)頻率(例如，440mhz)，并將第二預(yù)設(shè)頻率的信號輸入至發(fā)射天線130。所述發(fā)射天線130用于將所述第二預(yù)設(shè)頻率的信號發(fā)射至空中。

所述接收端20通過接收天線210接收發(fā)射天線130發(fā)射出來的信號，并通過選頻電路220及整流電路230將信號轉(zhuǎn)換成電流，之后通過電流輸出端輸出至待充電的電子設(shè)備(例如，手機等其它電子設(shè)備)。

進一步地，如圖2至4所示，所述發(fā)射端10上還設(shè)置電源104、第一電壓調(diào)節(jié)模塊102、第二電壓調(diào)節(jié)模塊112、第三電壓調(diào)節(jié)模塊122、第一穩(wěn)壓模塊103、第二穩(wěn)壓模塊113、第三穩(wěn)壓模塊123。其中，電源104與第一電壓調(diào)節(jié)模塊102、第二電壓調(diào)節(jié)模塊112、第三電壓調(diào)節(jié)模塊122、第一穩(wěn)壓模塊103、第二穩(wěn)壓模塊113、第三穩(wěn)壓模塊123、壓控振蕩器100、一級放大器110及二級放大器120電連接。在其它實施例中，所述第一電壓調(diào)節(jié)模塊102、第二電壓調(diào)節(jié)模塊112、第三電壓調(diào)節(jié)模塊122、第一穩(wěn)壓模塊103、第二穩(wěn)壓模塊113、第三穩(wěn)壓模塊123可以省略。

具體地，如圖2所示，所述第一電壓調(diào)節(jié)模塊102與第一穩(wěn)壓模塊103及壓控振蕩器100連接。所述電源104用于為壓控振蕩器100提供電能，其中，該電源104為直流電源(例如，14伏特的直流電源)。所述第一電壓調(diào)節(jié)模塊102用于通過電壓調(diào)節(jié)以控制壓控振蕩器100產(chǎn)生不同頻率的信號。所述第一穩(wěn)壓模塊103用于對電源104的電壓進行穩(wěn)壓并將穩(wěn)定的電壓輸入至第一電壓調(diào)節(jié)模塊102，以防止電源104的電壓波動而影響所述第一電壓調(diào)節(jié)模塊102。在本實施例中，所述第一電壓調(diào)節(jié)模塊102可以是，但不限于，電位器或滑動變阻器。所述第一穩(wěn)壓模塊103為穩(wěn)壓器。需要說明的是，圖2中電源104與壓控振蕩器100之間的連接導(dǎo)線并不會和第一電壓調(diào)節(jié)模塊102與第一穩(wěn)壓模塊103之間的連接導(dǎo)線形成十字的通路，而只是為了圖2的顯示便利。

如圖3所示，所述第二電壓調(diào)節(jié)模塊112與第二穩(wěn)壓模塊113及一級放大器110連接。所述電源104用于為一級放大器110提供電能。所述第二電壓調(diào)節(jié)模塊112用于通過電壓調(diào)節(jié)以對一級放大器110中的信號(即壓控振蕩器100傳輸過來的信號)進行放大(即信號增益)，例如，將壓控振蕩器100傳輸過來信號放大(例如，放大二至五倍)。所述第二穩(wěn)壓模塊113用于對電源104的電壓進行穩(wěn)壓并將穩(wěn)定的電壓輸入至第二電壓調(diào)節(jié)模塊112，以防止電源104的電壓波動而影響所述第二電壓調(diào)節(jié)模塊112。在本實施例中，所述第二電壓調(diào)節(jié)模塊113可以是，但不限于，電位器或滑動變阻器。所述第二穩(wěn)壓模塊113為穩(wěn)壓器。需要說明的是，圖3中電源104與一級放大器110之間的連接導(dǎo)線并不會和第二電壓調(diào)節(jié)模塊112與第二穩(wěn)壓模塊113之間的連接導(dǎo)線形成十字的通路，而只是為了圖3的顯示便利。

如圖4所示，所述第三電壓調(diào)節(jié)模塊122與第三穩(wěn)壓模塊123及二級放大器120連接。所述電源104用于為二級放大器120提供電能。所述第三電壓調(diào)節(jié)模塊122用于通過電壓調(diào)節(jié)以對二級放大器120(即一級放大器110傳輸過來信號)進行放大(即信號增益)，例如，將一級放大器110傳輸過來信號放大(例如，放大二至五倍)。所述第三穩(wěn)壓模塊123用于對電源104的電壓進行穩(wěn)壓并將穩(wěn)定的電壓輸入至第三電壓調(diào)節(jié)模塊122，以防止電源104的電壓波動而影響所述第三電壓調(diào)節(jié)模塊122。在本實施例中，所述第三電壓調(diào)節(jié)模塊123可以是，但不限于，電位器或滑動變阻器。所述第三穩(wěn)壓模塊123為穩(wěn)壓器。所述第三穩(wěn)壓模塊123為穩(wěn)壓器。需要說明的是，圖4中電源104與二級放大器120之間的連接導(dǎo)線不會和第三電壓調(diào)節(jié)模塊122與第三穩(wěn)壓模塊123之間的連接導(dǎo)線形成十字的通路，而只是為了圖4的顯示便利。

進一步地，如圖5所述，所述接收天線210與所述選頻電路220串聯(lián)，所述選頻電路220與整流電路230串聯(lián)，所述整流電路230與所述電流輸出端240串聯(lián)。

所述接收天線210用于從空中接收預(yù)設(shè)頻率(例如，440mhz以上的頻率)的信號并將信號傳輸給所述選頻電路220，所述選頻電路220用于將預(yù)算頻率的信號進行濾波過濾(例如，過濾低于440mhz頻率的信號)，所述整流電路230用于將所述濾波過濾后的信號轉(zhuǎn)換為充電電流并輸出至電流輸出端口240。

其中，所述選頻電路220由第一電容c1和第一電感l(wèi)1串聯(lián)組成，其中，第一電容c1優(yōu)選為100pf，第一電感l(wèi)1優(yōu)選為1300ph，第一電感l(wèi)1的諧振頻率約為440m。其中，電感l(wèi)1的一端接地。

優(yōu)選的，所述選頻電路220選出440m左右的交流電信號，經(jīng)過第二電容c2隔絕直流電，輸送給整流電路230。即所述選頻電路220通過第二電容c2與整流電路230串聯(lián)。

所述整流電路230包括六個二極管(即第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管)及四個電容(即第三電容、第四電容、第五電容及第六電容)，其中，所述第一二極管d1、第二二極管d2、第三二極管d3、第四二極管d4、第五二極管d5之間并聯(lián)連接，所述第一二極管d1的陽極與第二二極管d2的陰極之間通過第三電容c3連接，所述第二二極管d2的陽極與第三二極管d3的陰極之間通過第四電容c4連接，所述第三二極管d3的陽極與第四二極管d4的陰極之間通過第五電容c5連接，所述第四二極管d4的陽極與第五二極管d5的陰極之間通過第六電容c6連接，所述第一二極管d1、第二二極管d2、第三二極管d3、第四二極管d4、第五二極管d5、第三電容c3、第四電容c4、第五電容c5及第六電容c6所形成的并聯(lián)電路再與所述第六二極管d6串聯(lián)，其中，所述第三電容c3接地且所述第一二極管d1的陽極接地。

所述電流輸出端240包括充電端口(即圖5中的con1)及第七電容c7，其中充電端口與所述第七電容c7并聯(lián)連接。其中，所述第七電容c7的一端接地。所述充電端口與電子設(shè)備連接以對電子設(shè)備充電。

在本實施例中，所述整流電路230為五倍壓整流電路，可以把較低的交流電壓變?yōu)檩^高的直流電壓。其中，所述整流電路230的輸出電壓為輸入電壓的5倍大小。然后經(jīng)過第六二極管d6隔絕交流電，將電壓加載到電流輸出端240的電容第七電容c7上，電子設(shè)備(例如手機)的兩端并聯(lián)到電流輸出端240的電容第七電容c7上即可充電為電子設(shè)備充電。

需要說明的是，圖5中c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7優(yōu)選為100pf大小的電容，l1優(yōu)選為1300ph大小的電感；d1、d2、d3、d4、d5、d6為二極管。

所述遠距離無線充電系統(tǒng)1通過產(chǎn)生小幅度的射頻信號，并將其逐級放大，并用發(fā)射天線130發(fā)射高頻信號(即將14v直流電能轉(zhuǎn)化為440mhz左右的高頻信號)，之后所述接收信號接收所述高頻信號，并通過選頻電路220及整流電路230將高頻信號轉(zhuǎn)換成電流，轉(zhuǎn)換后的電流通過電流輸出端240輸入至電子設(shè)備以進行充電。

具體地說，此遠距離無線充電系統(tǒng)1將電源的14v直流電轉(zhuǎn)換為高頻信號能量，并用八木天線將其輻射出去。當天線輻射的輸出功率為8w時，在一般的室內(nèi)條件下，距離3米成功為一部智能手機持續(xù)充電。在相同環(huán)境中，隨著可調(diào)節(jié)輸出功率的增大，充電距離也隨之增大。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或之間或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。