Портативный комплекс беспроводной передачи энергии для электропитания энергозависимых устройств Российский патент 2019 года по МПК H02J15/00 

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для беспроводной передачи энергии для электропитания летательных аппаратов, робототехнических изделий, наземной, водной техники и транспорта на электротяге, бытовой электротехники, персональных средств связи и систем жизнеобеспечения, поисковых и мониторинговых систем, различных телекоммуникационных систем и комплексов, но не ограничиваясь ими.

Известны способы получения электроэнергии из эфира, заключающиеся в приеме микроволновых излучений и преобразовании их в постоянный ток (DЕ 4010658 А1, H 02 J 17/00, 1990). Прием при этом осуществляется в узком микроволновом диапазоне, и получаемая энергия служит для беспроводной передачи электроэнергии.

Известно техническое решение «Устройство беспроводной передачи энергии и его система для беспроводной передачи энергии», патент РФ №2578205, МПК H02J 17/00, опубл. 27.03.2016.

Недостатком изобретения является крайне малая дистанция между передающим и принимающим устройством, необходимость наведения сильного магнитного поля, влияющего на работоспособность других электроприборов в зоне действия поля.

Известно техническое решение, выбранное в качестве прототипа «Система беспроводной передачи энергии для энергопитания летательных аппаратов», патент РФ №113434, МПК H02J 17/00, опубл.10.02.2012 г.

Недостатком данного технического решения является работа системы в ограниченном СВЧ-диапазоне частот, необходимость применения направленных антенн, сильная подверженность энергетического микроволнового луча влиянию дифракции, ограниченная мощность применяемых устройств СВЧ-диапазона по соображениям безопасности для человека и окружающей среды, специфическая, узкоспециализированная сфера применения - передача энергии необитаемым космическим орбитальным и беспилотным летательным аппаратам.

Технической задачей изобретения является - создание системы беспроводной передачи энергии, для дистанционного электропитания, напряжением постоянного или переменного тока, одного или нескольких энергозависимых устройств, со сходными или различными требованиями к электрическим характеристикам.

Техническим результатом является повышение универсальности и многофункциональности системы.

Технический результат достигается тем, что система состоит из дистанционно разнесенных: радиопередающего устройства с питанием от внешней сети, состоящего из задающего генератора с кварцевой стабилизацией на транзисторе, генератора звуковой частоты, модулятора и передающей антенны, предназначенного для работы в широком спектре заданных радиочастот, с амплитудной или частотной модуляцией звука, Си-Би, КВ, СВ, ДВ, УКВ, АМ, Фм-FМ диапазонов, радиоприемного устройства – работающего по принципу детекторного приемника, предназначенного для выполнения детекции, пространственной и поляризационной селекции радиоволн и их преобразования в электрический сигнал, и состоящего из приемной антенны, колебательного контура и детектора, настроенного на заданную частоту радиопередающего устройства, многоканального стабилизированного регулируемого статического или электромеханического DC/DC или DC/AC преобразователя для электропитания одного или нескольких энергозависимых устройств, заданным напряжением постоянного или переменного тока, со сходными или различными требованиями к электрическим характеристикам.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена структурная схема портативного комплекса беспроводной передачи энергии для электропитания энергозависимых устройств, на фиг.2 принципиальная схема радиопередающего устройства, на фиг. 3 принципиальная схема радиоприемного устройства.

Система беспроводной передачи энергии состоит из: радиопередающего устройства 1, предназначенного для работы в широком спектре заданных радиочастот Си-Би, КВ, СВ, ДВ, УКВ, АМ, Фм-FМ диапазонов; радиоприемного устройства 2 и статического или электромеханического DC/DC или DC/AC преобразователя 3. Радиопередающее устройство 1 с питанием от внешней сети, состоит из задающего генератора 4 с кварцевой стабилизацией на транзисторе, генератора звуковой частоты 5, модулятора 6 и передающей антенны 7. Радиоприемное устройство 2- работающее по принципу детекторного приемника, дистанционно разнесено с радиопередающим устройством 1, состоит из приемной антенны 8, колебательного контура 9 и детектора 10, с возможностью настройки на диапазон радиочастот радиопередающего устройства.

Система работает следующим образом.

Радиопередающее устройство 1, генерирует и излучает радиосигнал, в спектре заданных радиочастот, Си-Би, КВ, СВ, ДВ, УКВ, АМ, Фм-FМ диапазонов. Радиоприемное устройство 2 выполняет детекцию, пространственную и поляризационную селекцию радиоволн и их преобразование в электрический сигнал. Радиоприемное устройство 2 имеет режим подстройки на частоту Радиопередающего устройства 1 в заданном диапазоне радиочастотного спектра. Электрический сигнал из Радиоприёмного устройства 2 поступает в многоканальный стабилизированный регулируемый статический или электромеханический DC/DC или DC/AC преобразователь 3, для стабилизации и преобразования постоянного тока из радиоприемного устройства в напряжение постоянного или переменного тока, с заданными характеристиками, необходимыми для электропитания одного или нескольких энергозависимых устройств.

Преимуществом использования предлагаемой системы по сравнению с традиционными системами электропитания является: возможность работы нескольких радиоприемных устройств, в заданном радиочастотном спектре, настроенных на одно радиопередающее устройство, и одновременное электропитание одного или нескольких энергозависимых устройств, напряжением постоянного или переменного тока, со сходными или различными требованиями к электрическим характеристикам; использование для малоразмерных применений; снижение массы и габаритных размеров системы электропитания; более длительное время работы энергозависимых устройств по сравнению с питанием от автономных источников тока; может быть выполнено в индустриальном, промышленном исполнениях и исполнении для ответственных применений.

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для беспроводной передачи энергии для электропитания энергозависимых устройств. Технический результат состоит в создании системы беспроводной передачи энергии, которая обеспечивает электропитанием одного или нескольких потребителей. Для этого комплекс состоит из дистанционно разнесенных: радиопередающего устройства с питанием от внешней сети, состоящего из задающего генератора с кварцевой стабилизацией на транзисторе, генератора звуковой частоты, модулятора и передающей антенны, предназначенного для работы в широком спектре заданных радиочастот, с амплитудной или частотной модуляцией звука. 3 ил.

Портативный комплекс беспроводной передачи энергии для электропитания энергозависимых устройств, характеризующийся тем, что состоит из дистанционно разнесенных: радиопередающего устройства с питанием от внешней сети, состоящего из задающего генератора с кварцевой стабилизацией на транзисторе, генератора звуковой частоты, модулятора и передающей антенны, предназначенного для работы в широком спектре заданных радиочастот, с амплитудной или частотной модуляцией звука, Си-Би, КВ, СВ, ДВ, УКВ, АМ, Фм-FМ диапазонов, радиоприемного устройства – работающего по принципу детекторного приемника, предназначенного для выполнения детекции, пространственной и поляризационной селекции радиоволн и их преобразования в электрический сигнал, и состоящего из приемной антенны, колебательного контура и детектора, настроенного на заданную частоту радиопередающего устройства, многоканального стабилизированного регулируемого статического или электромеханического DC/DC или DC/AC преобразователя для электропитания одного или нескольких энергозависимых устройств, заданным напряжением постоянного или переменного тока, со сходными или различными требованиями к электрическим характеристикам.