[发明专利]基于太阳能的移动式无线充电系统

摘要

本发明是一种基于太阳能的移动式无线充电系统，包括太阳能蓄电模块、前处理模块、发射模块、接收模块和后处理模块组成。本发明中的太阳能蓄电模块在传感器网络无需充电时工作，将太阳辐射的能量转换为电能储存在蓄电池中。在传感器网络需要充电时，蓄电池与太阳能电池和太阳能控制器分离，将蓄电池和前处理模块和发射模块一起移动到不同的传感器终端处对其充电。发射模块和接收模块采用磁共振方式进行无线能量传输。本发明利用太阳能这种清洁能源，采取发射模块可移动的方式，对传感器网络中数量多、分布广的传感器终端分别进行无线充电，具有传输效率高、传输距离远、实现灵活、成本低等优点。

主权项

一种基于太阳能的移动式无线充电系统，其特征在于：包括一个供电装置和一个或者以上充电装置，各充电装置设置在传感器网络中不同的传感器终端处，供电装置包括太阳能蓄电模块、前处理模块和发射模块，每个充电装置包括接收模块和后处理模块， 太阳能蓄电模块包括有太阳能电池组件、太阳能控制器和蓄电池，在进行太阳能蓄电时，太阳能电池组件的输出端与太阳能控制器的输入端相连，太阳能控制器的输出端与蓄电池相连，前处理模块、发射模块和各充电装置不工作；在为传感器网络充电时，太阳能控制器的输出端与蓄电池断开，蓄电池与前处理模块相连，蓄电池和前处理模块、发射模块一起移动到传感器终端附近，通过所设充电装置对传感器终端进行充电；前处理模块包括有频率发生模块和功率放大模块，蓄电池的输出接入频率发生模块的输入端和功率放大模块的输入端，频率发生模块的输出端与功率放大模块的输入端相连，频率发生模块产生的频率为工作频率；发射模块包括有驱动线圈L3‑1、发射线圈L3‑2和调谐电容C3‑1、C3‑2，驱动线圈L3‑1与功率放大模块的输出端相连，驱动线圈L3‑1和调谐电容C3‑1并联组成谐振回路，并谐振于工作频率处，驱动线圈L3‑1的输出信号经自由空间传播到发射线圈L3‑2；发射线圈L3‑2和调谐电容C3‑2并联组成谐振回路，并谐振于工作频率处，发射线圈L3‑2的输出信号经自由空间传播到附近的充电装置；设共有n个充电装置，其中第i个充电装置的接收模块包括有接收线圈L4‑i‑1、负载线圈L4‑i‑2和调谐电容C4‑i‑1、C4‑i‑2，i取1～n；接收线圈L4‑i‑1和调谐电容C4‑i‑1并联组成谐振回路，并谐振于工作频率处，接收线圈L4‑i‑1接收发射线圈L3‑2经自由空间传播的输出信号；负载线圈L4‑i‑2和调谐电容C4‑i‑2并联组成谐振回路，并谐振于工作频率处，接收线圈L4‑i‑1的输出信号经自由空间传播到负载线圈L4‑i‑2；每个充电装置的后处理模块包括有高频整流模块和稳压模块，相应接收模块中负载线圈的输出端连接到高频整流模块的输入端，高频整流模块的输出端连接到稳压模块的输入端，稳压模块的输出端连接到负载。