Устройство для зарядки бортового источника питания коптера на расстоянии Российский патент 2023 года по МПК H02J7/00 

Изобретение относится к области зарядки аккумулятора электрическим сигналом и предназначено для дистанционной зарядки аккумуляторов различных подвижных объектов.

Известно зарядное устройство (RU 2118032 С1, 20.08.1998), включающее силовой трансформатор, выпрямитель, ограничитель тока зарядки, реле максимального напряжения с контактами (электронными ключами), реле времени с контактами (электронными ключами) и клеммы для подключения аккумулятора. В качестве ограничителя тока, реле максимального напряжения и реле времени могут использоваться устройства от простейших электромеханических до сложных электронных.

При подключении к клеммам аккумулятора и включения первичной обмотки трансформатора в сеть через аккумулятор начинает протекать зарядный ток.

По мере зарядки аккумулятора напряжение на клеммах возрастает.При достижении на клеммах напряжения, максимального для данного типа аккумулятора, срабатывает реле максимального напряжения 4 и своими контактами включает реле времени. По прошествии времени, на которое предварительно установлено это реле, оно срабатывает, при этом контакты размыкаются, процесс зарядки аккумулятора заканчивается.

Недостатком этого зарядного устройства является низкое качество зарядки аккумулятора ввиду отсутствия в устройстве сглаживающего фильтра для уменьшения (подавления) пульсации выпрямленного тока на одном диоде.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятое автором за прототип устройство, реализующее способ зарядки автомобильного аккумулятора (RU 1210630 С1, 20.10.2013), использующий магнитную энергию Земли. Согласно этому техническому решению плоскую катушку, выполняющую функцию электрического контура, закрепляют на крыше автомобиля стационарно и/или с возможностью вращения. Маневры автомобиля при движении по извилистой и неровной дороге, а также вращение плоской катушки вызывают изменения потока магнитного поля через плоскую катушку и вызывают в ней электрический ток, который в преобразователе формируется в виде зарядного тока, питающего автомобильный аккумулятор.

К недостатку этого известного технического решения можно отнести неполную зарядку аккумулятора ввиду непостоянства зарядного тока, связанного с изменением магнитного поля Земли, а также необходимость движения автомобиля и/или вращение плоской катушки, закрепленной на крыше автомобиля.

Техническим результатом данного устройства является увеличение срока службы эксплуатации импульсного аккумулятора за счет неизменности зарядного тока, обусловленного посредством преобразования высокочастотной импульсной энергии, передаваемой на коптер дистанционно с Земли.

Технический результат достигается тем, что в устройство для зарядки бортового источника питания коптера на расстоянии, содержащее приемный элемент, введены наземные источник питания постоянного тока, генератор высокочастотной энергии, передающая антенна и импульсный усилитель, бортовой источник питания коптера и расположенный на борту коптера приемный элемент выполнены в виде импульсного аккумулятора и приемной антенны соответственно, причем выход источника питания постоянного тока подключен к вводу питания генератора высокочастотной энергии, вывод энергии которого соединен с передающей антенной, приемная антенна подключена к входу импульсного усилителя, выход усилителя соединен с клеммами импульсного аккумулятора.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что преобразование высокочастотной энергии генератора в виде малых импульсов, передаваемой дистанционно с Земли и принятой приемным элементом, расположенным на коптере, дает возможность произвести зарядку импульсного аккумулятора коптера.

Наличие в заявляемом устройстве совокупности перечисленных существующих признаков, позволяет решить задачу зарядки аккумулятора коптера на основе преобразования высокочастотного излучения с желаемым техническим результатом, т.е. увеличением срока службы эксплуатации бортового источника питания коптера.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник питания постоянного тока 1, подключенный к вводу питания генератора высокочастотной энергии 2, передающую антенну 3, приемную антенну 4, импульсный усилитель 5 и импульсный аккумулятор 6.

Устройство работает следующим образом. Питание генератора высокочастотной энергии 2 производят сигналом источника питания 1. После этого выходной импульсный сигнал с выхода (вывод энергии) генератора подают на передающую антенну 3. В данном случае источник питания, генератор высокочастотной энергии и передающая антенна, соединены электрически и размещены на специальной платформе, находящейся на Земле (контрольно-наблюдаемая точка). Далее высокочастотную выходную импульсную мощность (малые импульсы) генератора излучаемого сигнала посредством передающей антенны, направляют на приемную антенну 4, расположенную на борту коптера. С помощью приемной антенной улавливают сигнал излучаемой передающей антенной высокочастотную импульсную мощность (излучаемую мощность генератора устанавливают с учетом расстояния и высоты полета коптера от контрольно-наблюдаемой точки на Земле). Принятую мощность подают на вход импульсного усилителя 5. С выхода усилителя усиленный сигнал в виде малых высокочастотных импульсов подают на клеммы импульсного аккумулятора 6. В результате подачи на аккумулятор малых импульсов переменного высокочастотного тока осуществляют зарядку данного импульсного аккумулятора. Предварительно приемную антенну, импульсный усилитель и импульсный аккумулятор, соединяют между собой электрически и размещают на борт коптера. Отсюда можно заключить, что прохождение переменного высокочастотного тока с малыми импульсами по цепи «импульсный аккумулятор - импульсный усилитель» обуславливает зарядку бортового источника питания коптера.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении высокочастотный сигнал в виде малых импульсов переменного высокочастотного тока, полученный дистанционно с земли и используемый для зарядки импульсного аккумулятора, дает возможность увеличить срок службы эксплуатации бортового источника питания коптера.

Преимуществом данного устройства по сравнению с известными к настоящему времени устройствами, можно считать отсутствие необходимости в выборе силы тока и напряжения. Кроме того при зарядке аккумулятор защищен от закипания, перегрева и перезаряда.

Генератор высокочастотных колебаний может быть реализован на базе современных транзисторов типа ПП9138А. Передающую и приемную антенны могут быть выполнены в виде фазированной антенной решетки высокой направленностью.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для дистанционной зарядки аккумуляторов коптеров. Технический результат заключается в увеличении срока службы эксплуатации аккумулятора. Технический результат достигается тем, что в устройство для зарядки бортового источника питания коптера на расстоянии, содержащее приемный элемент, введены наземные источник питания постоянного тока, генератор высокочастотной энергии, передающая антенна и импульсный усилитель. Бортовой источник питания коптера и расположенный на борту коптера приемный элемент выполнены в виде аккумулятора и приемной антенны соответственно. Выход источника питания постоянного тока подключен к вводу питания генератора высокочастотной энергии, вывод энергии которого соединен с передающей антенной, приемная антенна подключена к входу импульсного усилителя, выход усилителя соединен с клеммами аккумулятора. 1 ил.

Устройство для зарядки бортового источника питания коптера на расстоянии, содержащее приемный элемент, отличающееся тем, что в него введены наземные источник питания постоянного тока, генератор высокочастотной энергии, передающая антенна и импульсный усилитель, бортовой источник питания коптера и расположенный на борту коптера приемный элемент выполнены в виде аккумулятора и приемной антенны соответственно, причем выход источника питания постоянного тока подключен к вводу питания генератора высокочастотной энергии, вывод энергии которого соединен с передающей антенной, приемная антенна подключена к входу импульсного усилителя, выход усилителя соединен с клеммами аккумулятора.