一种功率系统供能方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无线供能方法及相关装置，以实现低电压、高效率、绿色安全、方便实用的无线充能方案。其中发射能量的线圈由多组能量发射线圈组成，该方法包括步骤：依次驱动能量发射线圈向能量接收装置发射能量；能量接收装置接收能量后，返回各个反馈信号，所述反馈信号与每次发射能量的能量发射线圈唯一对应；根据各个反馈信号，驱动相应能量发射线圈发射能量；能量接收装置接收并存储能量。

A Power System Energy Supply Method and Related Devices

The invention discloses a wireless energy supply method and related devices to realize a low voltage, high efficiency, green, safe, convenient and practical wireless energy charging scheme. The energy transmitting coil is composed of several groups of energy transmitting coils. The method includes the following steps: driving the energy transmitting coil to transmit energy to the energy receiving device in turn; after receiving energy, the energy receiving device returns each feedback signal, which corresponds exclusively to the energy transmitting coil of each transmitting energy; driving the corresponding energy transmitting coil according to each feedback signal. Emission energy; Energy receiving device receives and stores energy.

【技术实现步骤摘要】
一种功率系统供能方法及相关装置
本专利技术涉及电子领域，尤其涉及一种无线供能方法及相关装置。
技术介绍
随着电子技术飞速发展，胶囊内窥镜系统供能不断增强，但功耗也越来越大。由胶囊内窥镜系统内电池进行供能的现有供能方式已远不能满足功耗要求，能量供给问题已成为制约胶囊式内窥镜系统大规模实际应用的主要瓶颈。在此背景下，无线供能技术孕育而生。目前基于胶囊内窥镜系统的无线供能技术是利用人体内外电磁感应耦合的原理实现的，主要由人体外的能量发射装置向设置于人体内胶囊内窥镜系统中的能量接收装置无线传输能量。为克服胶囊内窥镜在人体消化道内姿势不确定性所引起的方向问题，文献IntJMedRoboticsComputAssistSurgvol.4,pp.355-367,2008（文献1）和BiosensorsandBioelectronicsvol.22,pp.1390-1395,2007（文献2）中分别采用了三维能量发射装置和三维能量接收装置，其中三维能量发射装置置于人体外部，三维能量接收装置设置于胶囊内窥镜系统中，位于人体内部。当需要充能时，由人体外部的三维能量发射装置向三维能量接收装置无线传输能量，为胶囊内窥镜系统进行无线充能。文献1中无线供能系统所采用的三维能量发射装置十分笨重，在充能时需要由检测者背负在身体上，由于对人体消化道的全面检查往往需要十几个小时，在这段时间内检测者需要长时间背着文献1中所采用的三维能量发射装置实在不便。参见图1，文献2中无线供能系统采用的能量发射装置相对简化方便一些，主要包括外部发射线圈10及能量发射模块11，检测者12将外部发射线圈10套在上身，由能量发射模块11向体内的胶囊内窥镜系统13进行无线充能。但由于外部发射线圈10由一组线圈构成，且几乎覆盖检测者12整个上身，因此存在下述问题：（1）胶囊内窥镜系统13的尺寸远远小于外部发射线圈10的覆盖区域，因此使得其发射出的大多数能量未被胶囊内窥镜系统13接收，造成能量浪费严重，降低充能效率；（2）检测者12上身长时间大面积处于充能形成的强电磁场中，容易对检测者12造成伤害；（3）外部发射线圈10的匝数过多，过于坚硬，会导致检测者12过度疲惫，可能影响检测者12身体状态，影响检测结果；（4）外部发射线圈10的匝数过多，使得外部发射线圈10的第一接口端100和第二接口端101之间的电压高达四千伏，存在严重的安全隐患，且充能时高电压使得线圈严重发热，造成能量浪费严重，降低充能效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种无线供能方法及相关装置，以实现低电压、高效率、绿色安全、方便实用的无线充能方案。本专利技术实施例提供了一种无线供能方法，能量发射装置中发射能量的线圈由多组能量发射线圈构成，包括步骤：依次驱动能量发射线圈向能量接收装置发射能量；能量接收装置接收能量后，返回各个反馈信号，所述反馈信号与每次发射能量的能量发射线圈唯一对应；根据各个反馈信号，驱动相应能量发射线圈发射能量；能量接收装置接收并存储能量。本专利技术实施例还提供了一种能量发射装置，包括：多组能量发射线圈，用于发射能量；驱动电路，用于驱动所述能量发射线圈发射能量；体外射频电路，用于获得能量发射线圈发射能量后，能量接收装置返回的反馈信号，并输出识别信号，所述识别信号与反馈信号一一对应；逻辑电路，连接至驱动电路及体外射频电路，用于依次启动驱动电路；并接收所述体外射频电路输出的识别信号，且根据识别信号比较反馈信号强度，控制相应驱动电路驱动能量发射线圈进行无线供能。本专利技术实施例还提供了另一种能量发射装置，包括：多组能量发射线圈，用于发射能量；驱动电路，连接至能量发射线圈，用于在控制信号的触发下，驱动相应能量发射线圈发射能量；体外射频电路，连接至驱动电路，用于接收各个反馈信号，并输出与反馈信号唯一对应的控制信号。本专利技术实施例还提供了一种能量接收装置，包括：储能单元；耦合感应电源，用于接收能量发射线圈发射的能量；连接至该耦合感应电源的整流滤波电路，用于将耦合感应电源发出的电信号进行整流滤波处理；还包括：采样电路，连接至整流滤波电路，用于采集整流滤波电路输出的信号作为采样信号；模数转换电路，连接至采样电路，用于将采样信号转换为数字信号；以及体内射频电路，连接至模数转换电路，用于将该数字信号转换为反馈信号输出，所述反馈信号与发射所述能量的能量发射线圈唯一对应。本专利技术提供的无线供能方案中，发射能量的线圈由多组能量发射线圈构成，且根据能量接收装置的反馈信号，确定出相应的能量发射线圈进行无线供能，无需通过全部能量发射线圈供能，一方面避免了全部外部发射线圈均进行供能时，浪费能量严重和损伤检测者身体的问题，另一方面避免了发射能量的线圈由一组线圈构成时线圈匝数过多使得电压过高和线圈过于坚硬等问题。附图说明图1为现有胶囊内窥镜系统无线供能系统结构示意图；图2为本专利技术第一实施例中能量发射装置的结构示意图图3为本专利技术第一实施例中能量接收装置的结构示意图；图4为本专利技术第二实施例中能量发射装置的结构示意图。具体实施方式下面以人体内胶囊内窥镜系统进行无线充能为例，结合说明书附图阐述本专利技术，但显然本专利技术并非仅适用于为人体内胶囊内窥镜系统无线供能，本领域技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。根据
技术介绍
的描述，在现有无线供能方案中，由于外部发射线圈10由一组线圈构成，且几乎覆盖检测者12整个上身，导致了上述种种缺点，因此本实施例的核心思路是采用多组线圈组成的外部发射线圈，在充能时可以将多组线圈环绕于检测者上身，然后选择胶囊内窥镜系统临近的一组或多组线圈供能，这一方面避免了全部外部发射线圈均进行供能时，浪费能量严重和损伤检测者身体的问题，另一方面避免了外部发射线圈10由一组线圈构成时线圈匝数过多使得电压过高和线圈过于坚硬等问题。根据上述思路，下述实施例中无线供能的大体流程为：首先由能量发射装置在极短时间内依次驱动能量发射线圈发射能量，并由体内胶囊内窥镜系统每次在接收到能量后反馈回反馈信号，该反馈信号发射能量的能量发射线圈唯一对应，与胶囊内窥镜系统距离不同的能量发射线圈发出能量后，会得到相应不同的反馈信号；然后由能量发射装置根据反馈信号确定出需要驱动哪一个或多个能量发射线圈发射能量，并驱动这些能量发射线圈发射能量，由能量接收装置接收。基于该流程，下面给出多种人体内胶囊内窥镜系统的无线供能方案：实施例一图2和图3分别是本专利技术第一实施例中能量发射装置及能量接收装置的结构示意图，该能量发射装置20的外部发射线圈由多组能量发射线圈210构成，每一组能量发射线圈210通过两个连接端211连接至电控电感补偿电路22，电控电感补偿电路22再连接至驱动电路23。其中能量发射线圈210较佳的由一定数量的多股李兹线密绕而成，采用李兹线可尽量减少能量发射线圈210本身因趋肤效应所引起的能量损耗，间接提高能量转化效率，每组能量发射线圈210的圈数不宜过多，主要是为了克服线圈两端电压过高的潜在危险。每组能量发射线圈210按一定程度密绕，可在电流一定的情况下提高磁场的均匀性，增强耦合效率。一个电控电感补偿电路22可以连接一组或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线供能方法，其特征在于，能量发射装置中发射能量的线圈由多组能量发射线圈构成，包括步骤：依次驱动能量发射线圈向能量接收装置发射能量；能量接收装置接收能量后，返回各个反馈信号，所述反馈信号与每次发射能量的能量发射线圈唯一对应；根据各个反馈信号，驱动相应能量发射线圈发射能量；能量接收装置接收并存储能量。

【技术特征摘要】
1.一种无线供能方法，其特征在于，能量发射装置中发射能量的线圈由多组能量发射线圈构成，包括步骤：依次驱动能量发射线圈向能量接收装置发射能量；能量接收装置接收能量后，返回各个反馈信号，所述反馈信号与每次发射能量的能量发射线圈唯一对应；根据各个反馈信号，驱动相应能量发射线圈发射能量；能量接收装置接收并存储能量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在驱动相应能量发射线圈发射能量的过程中，还包括重新选择能量发射线圈发射能量的步骤。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各个反馈信号，驱动相应能量发射线圈发射能量，具体包括步骤：获得每个反馈信号唯一对应的识别信号；根据识别信号比较反馈信号的强度；根据比较出的反馈信号强度选择用于无线供能的能量发射线圈。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，选择强度最大的反馈信号对应的能量发射线圈发射能量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各个反馈信号，驱动相应能量发射线圈发射能量，具体包括步骤：获得每个反馈信号唯一对应的控制信号；在所述控制信号符合预定标准时，触发驱动该控制信号对应的能量发射线圈。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量接收装置用于胶囊内窥镜系统中，其最外侧接收线圈呈圆柱状，紧贴于胶囊内窥镜内壁，内部两正交线圈设计成“跑道”形状，使其紧贴于外部圆柱形线圈内侧，接...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈立，
申请(专利权)人：上海卓弘微系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31