一種具有通訊功能的光充電系統的製作方法
2023-05-27 11:52:56 1
專利名稱：一種具有通訊功能的光充電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及充電設備領域，尤其涉及一種具有通訊功能的光充電系統。
背景技術：
在現有充電系統中通常以電能形式直接充入能量，該系統通常具有如下缺點I.連線複雜，易受電磁幹擾，接口眾多，設備體積較大。2.短距無線通訊中的無線電波彌散在整個空間，互相之間相互幹擾，並且發射出電磁能量，一方面可能會影響人的身體健康，另一方面會引起設備的電磁兼容性問題，並且無線電頻譜是稀缺資源，需要遵循嚴格的管理規定。
實用新型內容本實用新型旨在至少解決上述技術問題之一。為此，本實用新型的目的在於提出一種結構簡單、節約能耗的具有通訊功能的光充電系統。為了實現上述目的，根據本實用新型的實施例的具有通訊功能的光充電系統包括光充電裝置，光充電裝置用於將電能轉化為光能，且光充電裝置具有第一調製模塊、第一解調模塊、LED陣列及第一光電探測器，其中，第一調製模塊與LED陣列相連，且第一解調模塊與第一光電探測器相連，LED陣列將電能轉化為光能，且LED陣列將第一調製模塊調製的下行光信號進行發射；移動電子裝置，移動電子裝置用於將光能轉化為電能，且移動電子裝置具有第二調製模塊、第二解調模塊、電池板、LED燈及第二光電探測器，其中，電池板用於將光能轉換為電能，第二調製模塊與LED燈相連，且第二解調模塊與第二光電探測器相連，第二光電探測器檢測LED陣列發射的下行光信號並將其發送至第二解調模塊進行解調，LED燈將第二調製模塊調製的上行光信號進行發射，以使第一光電探測器接收上行光信號並發送至第一解調模塊進行解調。在本實用新型的光充電系統的一個實施例中，包括光充電裝置，光充電裝置用於將電能轉化為光能，且光充電裝置具有第一調製模塊、第一解調模塊、LED陣列及第一光電探測器，其中，第一調製模塊與LED陣列相連，且第一解調模塊與第一光電探測器相連，LED陣列將電能轉化為光能，發射出充電光線，且LED陣列將第一調製模塊調製的下行光信號進行發射；移動電子裝置，移動電子裝置用於將光能轉化為電能，且移動電子裝置具有第二調製模塊、第二解調模塊、電池板、LED燈及第二光電探測器，其中，電池板吸收充電光線，用於將光能轉換為電能，第二調製模塊與LED燈相連，且第二解調模塊與第二光電探測器相連，第二光電探測器檢測LED陣列發射的下行光信號並將其發送至第二解調模塊進行解調，LED燈將第二調製模塊調製的上行光信號進行發射，以使第一光電探測器接收上行光信號並發送至第一解調模塊進行解調；其中，LED陣列與電池板的工作光線匹配，第二光電探測器與下行光信號匹配，並且第一光電探測器與上行光信號匹配。在本實用新型的光充電系統的一個實施例中，第二光電探測器與LED陣列對應，第一光電探測器與LED燈對應。[0009]在本實用新型的光充電系統的一個實施例中，充電光線、下行光信號和上行光信號位於不同波段。在本實用新型的光充電系統的一個實施例中，第一光電探測器為多個。 在本實用新型的光充電系統的一個實施例中，移動電子裝置還包括電池電量檢測模塊，用於檢測移動電子裝置的工作電池當前電量，並通過第二調製模塊及LED燈將工作電池的當前電量情況以上行光信號的方式發送至光充電裝置。根據本實用新型實施例的具有通訊功能的光充電系統，具有如下優點I.本實用新型強採用光作為媒介進行能量傳遞，無電磁輻射，對人體安全無害。2.設備簡單，抗幹擾能力強，也不會對其它設備形成幹擾，無需接口，設備體積可以往小型方向發展，製造成本低，無電磁兼容性問題。3.光源提供裝置的面積可以做得很大，因此可同時對多個設備充電，通用性強，同時可根據需要控制僅充電位置的光源打開，從而非常節能；能量傳輸密度也可以做得很大，不像電磁充電方式那樣需要線圈尺寸匹配與位置的精確調節才能得到需要的電壓與功率，不同的光吸收板面積意味著不同的功率，對於行動裝置需要的不同電壓採用不同的光吸收板即可。4.光線能量隨距離增加衰減較小，有效傳輸距離較遠，不像電磁充電那樣需要近場耦合或者是複雜的定向波束技術。5.本實用新型在光充電功能的基礎上引入通訊功能，可以將電池電量信息反饋給充電段，可以更好地控制充電曲線，延長電池壽命，並且充滿電後可以立即關閉設備，減少能源浪費。6.本實用新型採用近距無線光通訊的方式，通訊速率高，一般的LED的調製速率可達600Mbit/s，採用雷射二極體更可達到上Gbit/s的通訊速率，可以在充電的同時與終端設備之間實現高速的無線通訊而無需線纜連接。7.光電轉換裝置在太陽光下仍舊能提供一定的轉換效率，在沒有充電電源的情況下可通過太陽光或其它光源進行緊急充電，供應應急時用，電磁感應式充電則在任何情況下必須有外部供電電源才能進行充電。本實用新型附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
本實用新型上述的和/或附加的方面和優點從
以下結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中，圖I為根據本實用新型一個實施例的具有通訊功能的光充電系統的結構示意圖。圖2為根據本實用新型另一個實施例的具有通訊功能的光充電系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。相反，本實用新型的實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內涵範圍內的所有變化、修改和等同物。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。圖I為根據本實用新型一個實施例的具有通訊功能的光充電系統的結構示意圖。如圖I所示，根據本實用新型一個實施例的具有通訊功能的光充電系統包括光 充電裝置10和移動電子裝置20，其中，光充電裝置10用於將電能轉化為光能，移動電子裝置20用於將光能轉化為電能。具體地有光充電裝置10具有第一調製模塊110、第一解調模塊120、LED陣列130及第一光電探測器140,其中，第一調製模塊110與LED陣列130相連,且第一解調模塊120與第一光電探測器140相連，LED陣列130將電能轉化為光能，且LED陣列130將第一調製模塊110調製的下行光信號進行發射。移動電子裝置20可為手機、平板電腦、筆記本計算機等電子設備，該移動電子裝置20具有第二調製模塊210、第二解調模塊220、電池板230、LED燈240及第二光電探測器250，其中，電池板230用於將光能轉換為電能，第二調製模塊210與LED燈240相連，且第二解調模塊220與第二光電探測器250相連，第二光電探測器250檢測LED陣列130發射的下行光信號並將其發送至第二解調模塊220進行解調，LED燈240將第二調製模塊210調製的上行光信號進行發射，以使第一光電探測器140接收上行光信號並發送至第一解調模塊120進行解調。在本實用新型的一個實施例中，第二光電探測器250與LED陣列130對應，第一光電探測器140與LED燈240對應。在位置對應的前提條件下，充電光線、上行光信號以及下行光信號才能無阻礙地在光充電裝置與移動電子裝置之間傳播。在本實用新型的一個實施例中，LED陣列130發出的充電光線和承載下行光信號的通訊光線位於不同波段。不同頻段的設置可以使得充電光線與下行光信號能夠有效區別開來，互不幹擾。優選地，充電光線為紅外波段的不可見光進行充電，通訊光線為可見光。在本實用新型的一個實施例中，通訊光線為兩種不同顏色的可見光，即上行光信號以及下行光信號處於不同波段，以實現互相獨立不幹擾的全雙工工作模式。在本實用新型的一個實施例中，第一光電探測器110為多個。由於手機等移動電子裝置20通常具有多個LED燈240，故相應的，位於光充電裝置10上的第一光電探測器110也為多個。在本實用新型的一個實施例中，移動電子裝置20還包括電池電量檢測模塊260，用於檢測移動電子裝置的工作電池當前電量的情況，並通過第二調製模塊210及LED燈240將該工作電池的當前電量的情況以上行光信號的方式發送至光充電裝置10。[0035]上述實施例的具有通訊功能的光充電系統的工作過程如下充電時，第一調製模塊110將調製信號傳遞給LED陣列130，LED陣列130發出工作光線和下行光信號的混合光。電池板230選擇性地接受工作光線並轉換為電能，該電能最終轉移到移動電子設備的工作電池中。第二光電探測器250選擇性地接受下行光信號，並將該下行光信號傳遞給第二解調模塊220解調。從而，實現了光充電裝置10對移動電子裝置20的充電過程和通訊過程。進行充電過程的同時，電池電量檢測模塊260監控著工作電池的當前電量情況，並將該當前電量情況的信號發送給第二調製模塊210。第二調製模塊210控制LED燈240發出上行光信號。第一光電探測器140接受LED燈240發出的上行光信號，並發送給第一解調模塊120解調。從而，實現了移動電子裝置20對光充電裝置10的通訊。綜上，上述實施例的具有通訊功能的光充電系統可以具有充電功能，並可以進行全雙工工作通訊，故可以使光充電裝置10實時地接收到工作電池的充電信息，可以更好地 控制充電曲線，延長電池壽命，並且充滿電後可以立即關閉光充電裝置10的電源，減少能源浪費。圖2為根據本實用新型另一個實施例的具有通訊功能的光充電系統的結構示意圖。在該實施例中，光充電系統包括一個光充電裝置10和多個移動電子裝置20。該實施例的光充電系統可以實現同時對多個設備充電，並且不像電磁充電方式那樣需要線圈尺寸匹配與位置的精確調節才能得到需要的電壓與功率，不同的光吸收板面積意味著不同的功率，對於行動裝置需要的不同電壓採用不同的光吸收板即可。根據本實用新型實施例的具有通訊功能的光充電系統，具有如下優點I.本實用新型強採用光作為媒介進行能量傳遞，無電磁輻射，對人體安全無害。2.設備簡單，抗幹擾能力強，也不會對其它設備形成幹擾，無需接口，設備體積可以往小型方向發展，製造成本低，無電磁兼容性問題。3.光源提供裝置的面積可以做得很大，因此可同時對多個設備充電，通用性強。4.光線能量隨距離增加衰減較小，有效傳輸距離較遠，不像電磁充電那樣需要近場耦合或者是複雜的定向波束技術。5.本實用新型在光充電功能的基礎上引入通訊功能，可以將電池電量信息反饋給充電段，可以更好地控制充電曲線，延長電池壽命，並且充滿電後可以立即關閉設備，減少能源浪費。6.本實用新型採用近距無線光通訊的方式，通訊速率高，一般的LED的調製速率可達600Mbit/s，採用雷射二極體更可達到上Gbit/s的通訊速率，可以在充電的同時與終端設備之間實現高速的無線通訊而無需線纜連接。7.光電轉換裝置在太陽光下仍舊能提供一定的轉換效率，在沒有充電電源的情況下可通過太陽光或其它光源進行緊急充電，供應應急時用，電磁感應式充電則在任何情況下必須有外部供電電源才能進行充電。在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言， 可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求1.ー種具有通訊功能的光充電系統，其特徵在於，包括 光充電裝置，所述光充電裝置用於將電能轉化為光能，且所述光充電裝置具有第一調製模塊、第一解調模塊、LED陣列及第一光電探測器，其中，所述第一調製模塊與所述LED陣列相連，且所述第一解調模塊與所述第一光電探測器相連，所述LED陣列將所述電能轉化為所述光能，發射出充電光線，且所述LED陣列將所述第一調製模塊調製的下行光信號進行發射； 移動電子裝置，所述移動電子裝置用於將所述光能轉化為電能，且所述移動電子裝置具有第二調製模塊、第二解調模塊、電池板、LED燈及第ニ光電探測器，其中，所述電池板吸收所述充電光線，用於將所述光能轉換為所述電能，所述第二調製模塊與所述LED燈相連，且所述第二解調模塊與所述第二光電探測器相連，所述第二光電探測器檢測所述LED陣列發射的下行光信號並將其發送至所述第二解調模塊進行解調，所述LED燈將所述第二調製模塊調製的上行光信號進行發射，以使所述第一光電探測器接收所述上行光信號並發送至所述第一解調模塊進行解調； 其中，所述LED陣列與所述電池板的工作光線匹配，所述第二光電探測器與所述下行光信號匹配，並且所述第一光電探測器與所述上行光信號匹配。
2.如權利要求I所述的具有通訊功能的光充電系統，其特徵在於，所述第二光電探測器與所述LED陣列對應，所述第一光電探測器與所述LED燈對應。
3.如權利要求I所述的具有通訊功能的光充電系統，其特徵在於，所述充電光線、所述下行光信號和所述上行光信號位於不同波段。
4.如權利要求I所述的具有通訊功能的光充電系統，其特徵在於，所述第一光電探測器為多個。
5.如權利要求I所述的具有通訊功能的光充電系統，其特徵在於，所述移動電子裝置還包括電池電量檢測模塊，用於檢測所述移動電子裝置的工作電池當前電量，並通過所述第二調製模塊及LED燈將所述工作電池的當前電量情況以所述上行光信號的方式發送至所述光充電裝置。
專利摘要本實用新型提出一種具有通訊功能的光充電系統，包括光充電裝置和移動電子裝置，其中光充電裝置用於將電能轉化為光能，且光充電裝置具有第一調製模塊、第一解調模塊、LED陣列及第一光電探測器，移動電子裝置用於將光能轉化為電能，且移動電子裝置具有第二調製模塊、第二解調模塊、電池板、LED燈及第二光電探測器。本實用新型的具有通訊功能的光充電系統具有結構簡單、節約能耗、延長電池壽命的優點。
文檔編號H02N6/00GK202524125SQ20122014751
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者趙東晶, 郭磊 申請人:趙東晶, 郭磊