一种蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置，包括发射端PCB板和接收端PCB板；还包括焊接在发射端PCB板上的依次连接的电源单元、功率发射电路、发射端蓝牙、单片机控制部分和发射功率表；以及焊接在接收端PCB板上的依次连接的功率接收电路、接收功率表、整流稳压电路、接收端蓝牙、超级电容源和负载；功率发射电路与功率接收电路无线连接；发射端蓝牙与接收端蓝牙无线连接。该装置采用超级电容可实现在数十秒内快速充电，采用蓝牙使发射端，接收端一对一专属配对，是一种使用方便、系统便捷、运行稳定、安全可靠的无线电能传输技术，为无线电能传输技术提供了具体实在的技术模型。
【专利说明】
一种蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置
技术领域
[0001]本实用新型属于无线电能传输技术领域，特别涉及一种蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置。
【背景技术】
[0002]无线电能传输技术大致可分为三种:第一种为感应耦合式电能传输，它利用松耦合变压器原理进行传能，发射端与接收端一般存在降低回路磁阻的铁心装置。第二种为电磁耦合谐振式电能传输，通过高品质因数的谐振器上电感与分布式电容发生谐振传输能量。第三种为电磁辐射式电能传输，在该技术中电能被转换为微波形式，传输距离超过数千米，可实现电能的远程传送。其中电磁耦合谐振技术利用非辐射电磁场近场区域完成电能传输，一方面较之电磁感应式传能，在传输距离上有了很大的扩展;另一方面相比电磁辐射式传能，近场区域能量具有非辐射的特点，该技术有较好的安全性，因此目前得到很大的关注和研究。
[0003]无线电能传输技术是目前电气工程领域最为活跃的热点研究方向之一，是集基础研究与应用研究为一体的前沿课题，是当前国内外学术界和工业界探索的一个多学科强交叉的新的研究领域，涵盖电磁场、电力电子技术、电力系统、控制技术、物理学、材料学、信息技术等诸多技术领域。采用无线供电方式能够有效克服电线连接方式存在的各类缺陷，实现电子电器的自由供电，具有重要的应用预期和广阔的发展前景。但如何实现装置的快速充电，提高无线充电装置空间资源利用率，在断电情况下可短时间内稳定运行等技术模型还有待研究。
[0004]本实用新型涉及一种蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置，特别是涉及应用超级电容可在数十秒内快速充电、蓝牙使发射端，接收端一对一专属配对使用方便、系统便捷、运行稳定、安全可靠的无线电能传输技术，为无线电能传输技术提供了具体实在的技术模型。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提出一种应用超级电容可在数十秒内快速充电、蓝牙使发射端，接收端一对一专属配对使用方便、系统便捷、运行稳定、安全可靠的无线电能传输技术，避免了传统电能传输方式中裸露导体的存在和接触火花的产生，克服了传统电能传输方式在一些特殊环境如易燃易爆、水下等场合存在的弊端，为无线电能传输技术提供了具体实在的技术模型。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置，包括发射端PCB板I和接收端PCB板7;还包括焊接在所述发射端PCB板I上的依次连接的电源单元2、功率发射电路3、发射端蓝牙4、单片机控制部分5和发射功率表6;以及焊接在所述接收端PCB板7上的依次连接的功率接收电路8、接收功率表9、整流稳压电路10、接收端蓝牙U、超级电容源12和负载13;所述功率发射电路3与所述功率接收电路8无线连接;所述发射端蓝牙4与所述接收端蓝牙11无线连接。
[0007]更进一步地，所述超级电容源12采用双电层电容器。
[0008]上述无线供电装置中电源单元2为发射端提供所需能量，包括供给功率发射电路3所需功率和发射端蓝牙4所需能量;功率发射电路3将电源单元2输入的功率发射至接收端；单片机控制部分5用于控制发射端蓝牙4与接收端蓝牙11匹配;发射功率表6测量并显示功率发射电路3的实时功率。
[0009]上述无线供电装置中功率接收电路8用于接收功率发射电路3发射出的能量;接收功率表9测量并显示整流稳压电路1的实时功率;整流稳压电路1将接收的能量整流稳压成恒定的直流电向接收端蓝牙11供电，并给超级电容源12充电；接收端蓝牙11与发射端蓝牙4匹配控制装置工作;超级电容源12经过充电向负载13供电；负载13接收能量。
[0010]上述接收端PCB板7上的超级电容电源12，采用的超级电容为双电层电容器，与铝电解电容器相比内阻较大，可在无负载电阻情况下直接充电，如果出现过电压充电的情况，双电层电容器将会开路而不致损坏器件，同时，双电层电容器与可充电电池相比，可进行不限流充电，且充电次数可达百万次以上，因此双电层电容不但具有电容的特性，同时也具有电池特性，是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。将超级电容作为装置的备用电源，充电极其迅速，在1 s左右可充到电容额定值的95%以上，可以实现上述无线供电装置快速充电目的。
[0011]发射端蓝牙4在工作状态下与接收端蓝牙11进行配对，实现发射端装置与接收端装置完成一对一专属配对，即使几套装置共同工作，也不会相互影响。
[0012]单片机控制部分5用来控制蓝牙工作与否，即配对模式与非配对模式;若发射端，接收端需要进行一对一专属配对时，单片机控制部分5调节蓝牙至配对状态;如果需要发射端与非匹配的接收端运行时，单片机控制部分5将蓝牙调制非配对模式，此时发射端与接收端便可一对多或者多对一工作。
[0013]本实用新型的有益效果:本实用新型为一种功率可调式无线供电装置，将元器件合理有效的焊在发射端与接收端的PCB板上，提高了无线供电装置空间资源利用率，可以实现一定距离的无线传电功能。该无线供电装置可进行一对一专属配对，应用超级电容可实现快速充电，并且可以在断电情况下短时间稳定运行。本装置使用方便、系统便捷、运行稳定、安全可靠，为无线输电技术提供了具体实在的技术模型。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型一个实施方式的整体结构图；
[0015]图2是本实用新型一个实施方式的超级电容结构图；
[0016]图3是本实用新型一个实施方式的接收端、发射端蓝牙示意图；
[0017]其中，1-发射端PCB板、2-电源单元、3-功率发射电路、4-发射端蓝牙部分、5_单片机控制部分、6-发射功率表、7-接收端PCB板、8-功率接收电路、9-接收功率表、10-整流稳压电路、11-接收端蓝牙、12-超级电容源、13-负载。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。
[0019]如图1所示，一种蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置，包括发射端PCB板I和接收端PCB板7;还包括焊接在所述发射端PCB板I上的依次连接的电源单元2、功率发射电路3、发射端蓝牙4、单片机控制部分5和发射功率表6;以及焊接在所述接收端PCB板7上的依次连接的功率接收电路8、接收功率表9、整流稳压电路1、接收端蓝牙11、超级电容源12和负载13;所述功率发射电路3与所述功率接收电路8无线连接;所述发射端蓝牙4与所述接收端蓝牙11无线连接。
[0020]上述无线供电装置中的超级电容源12采用双电层电容器。
[0021]电源单元2，供给发射端所需能量，包括供给功率发射部分3所需功率和发射端蓝牙4所需能量;功率发射电路3，将电源单元2输入的功率发射至接收端;单片机控制部分5，用于控制发射端蓝牙4工作状态，与接收端匹配，可以控制蓝牙工作与否，若要让发射端，接收端进行一对一专属配对时可用单片机调节蓝牙至配对状态;若要让发射端与非匹配的接收端运行时，便使用单片机将蓝牙调至非配对模式，此时发射端与接收端便可一对多或者多对一工作;发射功率表6，测量并显示功率发射电路实时功率。
[0022]功率接收电路8，用于接收功率发射电路3发射出的能量;接收功率表9，测量并显示整流稳压电路1的实时功率;整流稳压电路10，将接收的能量整流稳压成恒定的直流电，向接收端蓝牙11供电，并给超级电容源12充电;接收端蓝牙11，用于与发射端蓝牙4匹配，控制装置工作;超级电容源12经过充电，向负载13供电，负载13，可直观地体现接收的能量。
[0023]如图2所示，超级电容源12采用超级电容器，超级电容器是利用双电层原理的电容器，当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态(通常为3V以下)，如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷相应减少。由此可以看出:超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的。
[0024]双电层电容器与铝电解电容器相比内阻较大，可在无负载电阻情况下直接充电，如果出现过电压充电的情况，双电层电容器将会开路而不致损坏器件，同时，双电层电容器与可充电电池相比，可进行不限流充电，且充电次数可达百万次以上，因此双电层电容不但具有电容的特性，同时也具有电池特性，是一种介于电池和电容之间的新型特殊元器件。将超级电容作为装置的备用电源，充电极其迅速，在1s左右可充到电容额定值的95%以上，实现装置快速充电。
[0025]如图3所示，发射端蓝牙4，在工作状态下与接收端蓝牙11，进行配对实现发射端装置与接收端装置完成一对一专属配对，即使几套装置共同工作，也不会相互影响。
[0026]本实施方式应用超级电容可在数十秒内快速充电，蓝牙使发射端，接收端一对一专属配对，该装置是一种使用方便、系统便捷、运行稳定、安全可靠的无线电能传输装置，为无线电能传输技术提供了具体实在的技术模型。
[0027]应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
[0028]虽然以上结合附图描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。
【主权项】
1.一种蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置，包括发射端PCB板(I)和接收端PCB板(7)；其特征在于:还包括焊接在所述发射端PCB板(I)上的依次连接的电源单元(2)、功率发射电路(3)、发射端蓝牙(4)、单片机控制部分(5)和发射功率表(6);以及焊接在所述接收端PCB板(7)上的依次连接的功率接收电路(8)、接收功率表(9)、整流稳压电路(10)、接收端蓝牙(11)、超级电容源(12)和负载(13);所述功率发射电路(3)与所述功率接收电路(8)无线连接;所述发射端蓝牙(4)与所述接收端蓝牙(11)无线连接。2.根据权利要求1所述的蓝牙匹配可快速充电式无线供电装置，其特征在于:所述超级电容源(12)采用双电层电容器。
【文档编号】H02J50/20GK205489749SQ201620242219
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】蔡昌松, 王军华, 朱蜀, 龙孟姣
【申请人】武汉大学