本發明屬于非接觸供電及通訊技術,具體涉及一種非接觸供電及數據傳輸裝置。
背景技術:
非接觸供電,也成為無線供電技術,是指不需要任何的物理上的線路連接,就可以實現供電端和受電端的非直線距離負載輸送。目前常見的非接觸供電裝置使用的場景包括:非接觸射頻卡RFID供電,便攜式電能、移動電話等個人數碼產品的無線充電等,通過這種無線充電技術,可以避免了因不同廠家之間設計的非標充電接口而引起的不便。
在現有的技術中,多是描述的相對靜止狀態的物體間電能傳輸,例如,手機的無線充電。在存在相對運動的兩個物體,特別是旋轉運動或平移運動的物體間,則多是通過物理線路連接的方式實現。
例如,在頻繁需要旋轉運動的滑臺上,采用了接觸的金屬觸點滑環裝置,就此而言,滑環裝置存在長期的接觸和相對運動,隨著使用時間的積累將對導致觸點部分出現磨損,進而引起噪聲,甚至影響觸點的接觸阻抗,在信號的輸入阻抗不斷變化的情形下,將對系統帶來難于抑制的干擾。
簽于此,本專利公開了一種非接觸供電及數據傳輸裝置。
技術實現要素:
本發明為解決現有技術存在的問題而提出,其目的是提供一種非接觸供電及數據傳輸裝置。
本發明的技術方案是:一種非接觸供電及數據傳輸裝置,包括數據調制器,所述數據調制器的輸入端與需要發送的數據源相連,其輸出端與電源一并輸入至載波合成器,振蕩器產生的激勵合并載波合成器的載波信號輸入至發射線圈,與發射線圈相距一定距離的接收線圈接收上述載波信號并輸送至濾波器,濾波器與電源轉換模塊相連,電源轉換模塊與數據解調器相連,電源轉換模塊輸出端輸出電源,數據解調器輸出數據。
所述振蕩器為有源振蕩器或無源振蕩器中的一種。
所述發射線圈的電感通量與載波信號的傳送功率和傳送距離相適應。
所述發射線圈、接收線圈之間形成磁耦合共振。
本發明實現非接觸的電能負載傳輸,實現非接觸雙工通訊,既可以用于相對靜止的物體間、也可以用于相對運動的物體間,本發明對周圍環境有一定的抗干擾能力,本發明無故障運行時間較滑環長。
附圖說明
圖1 是本發明的整體連接示意圖;
其中:
1 數據調制器 2 載波合成器
3 發射線圈 4 振蕩器
5 接收線圈 6 濾波器
7 電源轉換模塊 8 數據解調器。
具體實施方式
以下,參照附圖和實施例對本發明進行詳細說明:
如圖1所示,一種非接觸供電及數據傳輸裝置,包括數據調制器1,所述數據調制器1的輸入端與需要發送的數據源相連,其輸出端與電源一并輸入至載波合成器2,振蕩器4產生的激勵合并載波合成器2的載波信號輸入至發射線圈3,與發射線圈3相距一定距離的接收線圈5接收上述載波信號并輸送至濾波器6,濾波器6與電源轉換模塊7相連,電源轉換模塊7與數據解調器8相連,電源轉換模塊7輸出端輸出電源,數據解調器8輸出數據。
所述振蕩器4為有源振蕩器或無源振蕩器中的一種。
所述發射線圈3的電感通量與載波信號的傳送功率和傳送距離相適應。
所述發射線圈3、接收線圈5之間形成磁耦合共振。
所述數據調制器1的型號為CC2530。
所述載波合成器2的型號為XKT-801、T3168等。
所述電源轉換模塊7的型號為XKT-412。
所述數據解調器8為型號為CC2530。
本發明中的發射線圈3、數據調制器1、載波合成器2、電源轉換模塊7、數據解調器8可以為上述公開型號,但上述公開僅為可實現性公開,并非對本技術方案進行限定。
本發明的工作過程如下:
ⅰ.將需要無線傳輸的數據源與數據調制器1連接,數據調制器1內部有數據處理芯片,可對數據進行調制,該方法是但不限于是,快速傅里葉變換,小波變換等。通過數學變換可以將模擬信號或時域信號轉換為頻域數字信號。
ⅱ.將數據調制器1與載波合成器2連接,上述頻域內的數字信號與載波合成器2連接,在這一過程中,載波可以但不限于是正弦信號,鋸齒波信號等。
ⅲ.將振蕩器4和經過載波合成的信號與發射線圈3連接。通過電磁耦合共振原理,將負載和數據信息無線發射。
ⅳ.發射線圈3與接收線圈5之間可以有其他障礙物。
ⅴ.接收線圈5接收功率載波信號。
ⅵ.發射線圈3與接收線圈5形成了磁耦合共振,信號損失極小。
ⅶ.將接收線圈5與濾波器6連接。
首先接入的是高通濾波器,用于分離出,高頻的調制數據信息,然后接入的實低通濾波器,用于將負載分量分離,用于給系統提供能源支持,即為供電所需的部分。
高通濾波器分離的數據調制信號通過數據解調器8,數據解調器8中,安裝有數據處理芯片,其中的算法可以是,但不限于是快速傅里葉逆變換,小波反變換等方法。通過該裝置可以將數據還原。
低通濾波器分離的負載分量,與電源轉換模塊7連接,在這里經過濾波和轉換。用于過濾掉共模和差模諧波,完成交直流變換,最終獲得低紋波的直流電源。
ⅷ.最終所獲得的實無線傳輸來的直流供電和經過還原的數據。
實施例1
待傳輸的為CAN總線數據,供電功率為10W,電壓5V。
具體的實施過程是:
ⅰ.將待傳輸的為CAN總線數據與數據調制器1連接,數據調制器1內部有數據處理芯片,可對數據進行調制,該方法是但不限于是,快速傅里葉變換,小波變換等。通過數學變換可以將模擬信號或時域信號轉換為頻域數字信號。
ⅱ.將數據調制器1與載波合成器2連接,上述頻域內的數字信號與載波合成器2連接,在這一過程中,載波可以但不限于是正弦信號,鋸齒波信號等。在實施例中,選用了正弦信號作為載波信號,頻率為50MHZ。
ⅲ.將振蕩器4和經過載波合成的信號與發射線圈3連接。通過電磁耦合共振原理,將負載和數據信息無線發射。在一個實施例中,發射線圈3的電感通量為500mH。
ⅳ.發射線圈3與接收線圈5之間可以有其他障礙物。在一個實施例中,這個無線發射接收的距離為5cm。
ⅴ.接收線圈5接收功率載波信號,在一個實施例中,這個無線接收的線圈電感通量為500mH。
ⅵ.發射線圈3與接收線圈5形成了磁耦合共振,信號損失極小。
ⅶ.將接收線圈5與濾波器6連接。
首先接入的是高通濾波器,用于分離出,高頻的調制數據信息,然后接入的實低通濾波器,用于將負載分量分離,用于給系統提供能源支持,即為供電所需的部分。
高通濾波器分離的數據調制信號通過數據解調器8,數據解調器8中,安裝有數據處理芯片,其中的算法可以是,但不限于是快速傅里葉逆變換,小波反變換等方法。通過該裝置可以將數據還原。
低通濾波器分離的負載分量,與電源轉換模塊7連接,在這里經過濾波和轉換。用于過濾掉共模和差模諧波,完成交直流變換,最終獲得低紋波的直流電源。
ⅷ.最終所獲得的實無線傳輸來的直流供電和經過還原的數據。
本發明實現非接觸的電能負載傳輸,實現非接觸雙工通訊,既可以用于相對靜止的物體間、也可以用于相對運動的物體間,本發明對周圍環境有一定的抗干擾能力,本發明無故障運行時間較滑環長。