一种应用于无线电能传输的单工通信系统的制作方法

1.本实用新型属于无线电能传输领域，尤其是涉及一种应用于无线电能传输的单工通信系统。


背景技术：

2.目前无线电能传输系统的通讯方式包括两种，包括：1、电能传输与信号传输是完全独立的，例如通信使用蓝牙、zigbee、wifi等；2、电能传输与信号传输都通过同一个线圈传输，在同一个线圈上能量与信号分时传输，或将信号注入能量中同时传输；上述两种无线电能传输系统的通讯方式具有以下缺陷：占用公共通讯信道容易受到干扰，同时在电路实现和技术实现上复杂。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种应用于无线电能传输的单工通信系统，以解决上述问题中的不足之处。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种应用于无线电能传输的单工通信系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括发送端功率线圈、发送端功率高频震荡电路和信号接收电路；
6.接收端包括接收端功率线圈、通信线圈、电能接收电路和信号发送电路；
7.发送端功率高频震荡电路与发送端功率线圈连接，用于将接入的直流电转换成高频振荡的交流电通过发送端功率线圈将电能发出；接收端功率线圈与电能接收电路连接，用于接收电磁能量；
8.信号发送电路与通信线圈连接，用于发送信号，信号接收电路用于接收信号，信号接收电路分为电流检波电路和电压检波电路。
9.进一步的，所述发送端功率高频震荡电路包括功率震荡发送电路。
10.进一步的，所述信号接收电路包括发送端接收信号电压检波电路和发送端接收信号电流检波电路。
11.进一步的，所述发送端接收信号电压检波电路先由c3隔直电容进行交流电压取样，后经电阻r11和电容c4进行低通滤波，进入二极管d6和三极管q1组成的信号调理电路，最后经电阻r10输出输出检波信号，voltag_t 为检波信号测试点。
12.进一步的，所述发送端接收信号电流检波电路电阻r7进行电流采样，经过集成运放(型号：mc33202)u1b组成的信号调理电路和集成运放(型号： mc33202)u1a组成的电压比较电路后经电阻r6和电容c10低通滤波后输出， curren_t为输出信号测试点。
13.进一步的，所述信号发送电路由通讯发送线圈的一端接c11电容，c11 电容接mos管q2的漏极和隔离电源二次侧输出的负极，通讯发送线圈的另一端接mos管q4的栅极，当通讯信号由三极管q3的基极输出经光耦推动 mos管q2和q4随信号开合，mos管q2和q4的开合使通讯发送线圈和c11 电容构成回路，对发送端进行无功扰动，从而达到通讯的目的。
14.进一步的，所述电能接收电路包括功率接收线圈的一端接电容c13、电容c12,电容c13、电容c12的另一端接b1变压器的初级线圈两端5、8脚， b1变压器次级中间抽头2、3脚，中间抽头为输出电源的负极，变压器的次级线圈4、1脚接整流二极管q5的阳极，q5整流二极管接滤波电容c14、c15 和c16后输出直流电源。
15.相对于现有技术，本实用新型所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统具有以下优势：
16.(1)本实用新型所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统，发送端同时接收电压和电流的检波信号保证数据的在50
‑
300w不同功率下的正确传输，在保证电能功率的传输前提下，利用该通道实现了信号的稳定传输，满足了300w无线充电系统的要求；
17.(2)本实用新型所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统，通信信道简单，是一个简单的2fsk单工通信系统，接收端通过无功扰动对发送进行干扰，干扰改变发送端的高频振荡交流的频率，达到通讯的目的。整体系统成本低。
附图说明
18.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
19.图1为本实用新型实施例所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统发送端结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统接收端结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统接收端侧视图示意图；
22.图4为本实用新型实施例所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统发端信号检波及功率震荡电路示意图；
23.图5为本实用新型实施例所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统功率接收电路示意图；
24.图6为本实用新型实施例所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统接收端信号发送电路示意图。
25.附图标记说明：
[0026]1‑
发送端磁材；2
‑
发送端功率线圈；3
‑
通信线圈；4
‑
接收端功率线圈； 5
‑
接收端磁材。
具体实施方式
[0027]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0029]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0030]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0031]
如图1至图6所示，本技术中发送端接入直流电时由于震荡电路的不对称性使mos管m1和m2开关管交替导通，在mos管m1和m2交替导通的同时在功率发送线圈、电容c1和c2间形成高频振荡交流电；接收端控制电子开关闭合使通讯线圈和通讯线圈串联的电容形成回路吸收发送端的电能，再控制电子开关打开使通信线圈3和通信线圈3串联的电容断开释放电能，在吸收和释放能量的同时干扰发送端高频振荡交流电的频率，即无功扰动，这样构成一个一个简单的2fsk单工通信系统，由于通讯线圈和通讯线圈串联的电容均属于无功器件故几乎不损耗能量，在不降低功率传输效率的同时实现了信号的传输。
[0032]
本技术所述的一种应用于无线电能传输的单工通信系统，是一个简单的 2fsk单工通信系统，接收端通过无功扰动对发送进行干扰，干扰改变发送端的高频振荡交流的频率，达到通讯的目的，发送端同时接收电压和电流的检波信号保证数据的在50
‑
300w不同功率下的正确传输，在保证电能功率的传输前提下，利用该通道实现了波特率1200bps、2400bps信号的稳定传输，满足了300w无线充电系统的要求，同时通信信道简单，整体系统成本低。
[0033]
在具体实施过程中，包括发送端和接收端，所述发送端包括发送端功率线圈、发送端功率高频震荡电路和信号接收电路；
[0034]
接收端包括接收端磁材5、接收端功率线圈4、通信线圈3、电能接收电路和信号发送电路；
[0035]
发送端功率高频震荡电路与发送端功率线圈2连接，用于将接入的直流电转换成高频振荡的交流电通过发送端功率线圈2将电能发出；接收端功率线圈4与电能接收电路连接，用于接收电磁能量，发送端设有发送端磁材1；
[0036]
信号发送电路与通信线圈3连接，用于发送信号，信号接收电路用于接收信号，信号接收电路分为电流检波电路和电压检波电路。
[0037]
所述发送端功率高频震荡电路包括功率震荡发送电路。
[0038]
所述信号接收电路包括发送端接收信号电压检波电路和发送端接收信号电流检波电路。
[0039]
所述发送端接收信号电压检波电路先由c3隔直电容进行交流电压取样，后经电阻r11和电容c4进行低通滤波，进入二极管d6和三极管q1组成的信号调理，最后经电阻r10输出检波吸纳好，voltag_t为检波信号测试点。
[0040]
所述发送端接收信号电流检波电路由电阻r7进行电流采样，经过集成运放(型号：mc33202)u1b组成的信号调理电路和集成运放(型号：mc33202) u1a组成的电压比较电路后经电阻r6和电容c10低通滤波后输出，curren_t 为测试点。
[0041]
所述信号发送电路由通讯发送线圈的一端接c11电容，c11电容接q2的漏极和隔离电源二次侧输出的负极，通讯发送线圈的另一端接q4的栅极，当通讯信号由三极管q3的基极输出经光耦推动mos管q2和q4随信号开合， mos管q2和q4的开合使通讯发送线圈和c11电容构成回路，对发送端进行无功扰动，从而达到通讯的目的。
[0042]
所述电能接收电路包括功率接收线圈的一端接电容c13、电容c12,电容c13、电容c12的另一端接b1变压器的初级线圈两端5、8脚，b1变压器次级中间抽头2、3脚，中间抽头为输出电源的负极，变压器的次级线圈4、 1脚接整流二极管q5的阳极，q5整流二极管接滤波电容c14、c15和c16后输出直流电源。
[0043]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。