[发明专利]一种可移动式无线充电系统及其调相算法优化方法

说明书

技术领域

本发明属于充电装置技术领域，尤其涉及一种可移动式无线充电系统及其调相算法优化方法。

背景技术

无线充电器是由充电器将能量传送至用电器的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。两者之间不用电线连接。

目前无线充电应用的原理主要有三种：磁共振、电磁感应、微波充电，而面世的产品主要运用磁共振，电磁感应两种原理。这两种原理要求电子产品与充电设备的距离很近，充电时，电子设备是固定的，不能方便使用。线路虽省略，但是更限制了充电时电子设备与激励源的距离。综上所述，目前的产品，充电时不能方便使用，充电距离更短，这样的产品有着很大的缺陷。

现有的微波充电系统往往利用单个源通过定向天线释放较高能量来进行充电。但是这样的方法存在着两个明显的缺陷：一、定向天线不支持移动；二、微波在空中以波束传播，如果波束被遮挡，将影响充电效果，并且可能会对人造成较大危害。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前市场上并未出现可移动式无线充电设备。磁共振、电磁感应原理不能实现移动充电，而微波充电原理具有较大的安全性、效率的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可移动式无线充电系统及其调相算法优化方法。

本发明是这样实现的，本发明利用空间中布置多个小功率激励源的方式代替单个较高能量的激励源。根据波的干涉原理，这些小功率激励源发射的波可使空间中的某一点达到“同相叠加”的效果，即每个激励源发射的波在该点的相位相同，形成叠加。此时，空间中其他点都难以达到“同相叠加”的效果，还会出现“反相相消”。根据这个特性，本发明可以得出：当多个小功率激励源工作时，电子产品位于“同相叠加”的点，就可实现充电。而除了电子产品所在的位置，空间中其他位置的能量较低，一定程度上解决了安全的问题。

并且本发明使用调相的方法来解决充电时可移动的问题：若改变小功率激励源的初相位，空间中“同相叠加”的位置也会改变。所以，当充电设备的位置发生变化时，只需要调节各激励源的相位就可以实现“同相叠加”点的移动。通过调相，保证充电设备的位置一直在“同相叠加”点处，就可以实现可移动无线充电。

针对多个电子设备需充电的情况，本发明提出了两种解决方式：

当激励源相对较少时，可以借鉴手机通信时的分时协议，对电子产品分时充电。

当激励源相对较多时，通过电子产品的反馈信息，判断电子产品所在位置，分区域进行充电。

综上所述，相比于单激励源，多个激励源微波充电原理的优势有以下两点：

分散能量设置多个激励源，将激励源安置在空间上方，可避免人体与激励源的直接接触，并且空间中能量密度大大减少；通过调相的方式，空间中能量分布有很大的改变:电子设备位置能量较高，其四周能量相对较低，也一定程度上解决了安全性问题；当此概念得到推广，在各个公共场所得以运用，本发明的电子产品可以随时充电，充电时间便不再是问题。因此，可以适当的降低各激励源的功率，使本产品安全性提升。

充电设备移动位置时，只需要重新调整各激励源的相位，即可使充电设备所在位置的点能量最高，实现了可动式充电。

一种可移动式无线充电系统由两部分组成，第一部分由多激励源节点组成，第二部分由受能节点组成；

该可移动式无线充电系统以一种多节点，反馈补偿自适应的方式调相，实现边移动边调相边充电的效果。

进一步，所述多激励源节点的硬件组成为：

节点1，2，3，4……N组成相同：

节点的主体为一个有源微处理器，其上连接一个无线传递调相信息的通讯模块和一个采用I/Q调制的方法调节相位，调相与能量的输出的射频模块和一个功放模块。

进一步，所述受能节点的硬件组成为：

节点0主要分为两个部分:第一个部分是负责通讯与场强检测部分，第二个部分是接收能量并储存的部分；

第一部分以一个有源微处理器为主体，其上连接一个负责通讯的通讯模块和一个负责场强检测的A/D模块；第二部分由天线，整流模块与无源接受能量模块组成。

本发明的另一目的在于提供一种调相算法优化方法，该调相算法优化方法为：

以一种多节点，反馈补偿自适应的方式调相，实现边移动边调相边充电的效果；

调节相位时，给每个激励源的相位各一个随机的扰动因子，根据电子设备所检测的场强大小，与调相前场强作比较，判断其调节相位后的趋势；