(57)【要約】【課題】ワイヤレス電源装置の提供。【解決手段】本発明の提供するワイヤレス電源装置は、信号発信ユニット及び信号受信ユニットを備える。信号発信ユニットは、電源供給ユニット、電圧制御発信回路、信号増幅ユニット、及び発信アンテナ部を備える。前記電源供給ユニットは、電圧制御発信回路及び信号増幅ユニットに対し電気エネルギーを提供する。前記電圧制御発信回路は、RF信号生成に用いられ、信号増幅ユニットは前記RF信号を増幅する為に使う。発信アンテナ部は、前記RF信号を発信する為に使う。信号受信ユニットは、受信アンテナ及び整流回路を備え、受信アンテナは前記発信アンテナ部の発信するRF信号を受信し電流を生じさせる。整流回路はアンテナが生じさせる電流に対して整流を行なった後、負荷を提供する。本発明のワイヤレス電源装置は、RF信号の伝送によりワイヤレスでの電気供給を実現し、抗衰微能力が強く伝送距離が遠い為、便利な使用ができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電源装置において、
信号発信ユニットは、電源供給ユニット、電圧制御発信回路、信号増幅ユニット、及び発信アンテナ部を備え、
前記電源供給ユニットは、電圧制御発信回路及び信号増幅ユニットに対し電気エネルギーを提供し、電圧制御発信回路は、RF信号生成に用いられ、信号増幅ユニットは前記RF信号を増幅する為に使い、発信アンテナ部は、前記RF信号を発信する為のものであり、
信号受信ユニットは、受信アンテナ及び整流回路を備え、受信アンテナは前記発信アンテナ部の発信するRF信号を受信し電流を生じさせ、整流回路はアンテナが生じさせる電流に対して整流を行なった後、負荷供給することを特徴とするワイヤレス電源装置。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤレス電源装置において、前記信号受信ユニットは、整流回路の一端に接続するキャパシタを備えることを特徴とするワイヤレス電源装置。
【請求項３】
請求項２記載のワイヤレス電源装置において、前記キャパシタは大容量キャパシタであることを特徴とするワイヤレス電源装置。
【請求項４】
請求項３記載のワイヤレス電源装置において、前記整流回路は、整流電圧倍増回路であることを特徴とするワイヤレス電源装置。
【請求項５】
請求項４記載のワイヤレス電源装置において、前記整流電圧倍増回路は、第一ダイオード、第一キャパシタ、第二キャパシタ、第二ダイオードの順に接続し、第一ダイオードと第二ダイオード間には第一入力接続端を、第一キャパシタと第二キャパシタ間には第二入力接続端を接続し、第一入力接続端と第二入力接続端は、前記受信アンテナに電気的に接続し、第一ダイオードと第一キャパシタ間には正極出力接続端を、第二ダイオードと第二キャパシタ間には負極出力接続端を接続し、正極出力接続端と負極出力接続端はそれぞれ、前記負荷に電気的に接続することを特徴とするワイヤレス電源装置。
【請求項６】
請求項５記載のワイヤレス電源装置において、前記第一ダイオード及び第二ダイオードはどちらも、ショットキーダイオードであることを特徴とするワイヤレス電源装置。
【請求項７】
請求項６記載のワイヤレス電源装置において、前記信号増幅ユニットは、直列の一段増幅器及び二段増幅器を備えることを特徴とするワイヤレス電源装置。
【請求項８】
請求項７記載のワイヤレス電源装置において、前記一段増幅器は信号増幅器で、二段増幅器はパワー増幅器であることを特徴とするワイヤレス電源装置。
【請求項９】
請求項８記載のワイヤレス電源装置において、信号発信ユニットは、前記パワー増幅器と発信アンテナ部の間に接続するアイソレータを備えることを特徴とするワイヤレス電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源供給技術に係り、特に、ワイヤレス電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ＭＰ３、マウス等の移動式小効率の電子製品は、一般には電池供給が必要であり、電池エネルギーが不足している時は通常、有線式の充電器によって充電するが、有線式の充電器は互換性の面で劣る等の問題を抱えている。
【０００３】
前述問題を解決する為に、例えば特許文献１の携帯用無線充電装置において開示される通り、無線充電装置は、充電器、携帯用充電部品を備える。また、前記充電器には、電源電圧規格電気的接続モジュール、変圧器モジュール、及び交流コイルモジュールを備える。前記電源電圧規格電気的接続モジュールは、変圧器モジュールを経て、交流コイルモジュールと接続する。前記携帯用装置上の充電部品は、インダクタンスコイルモジュール、整流モジュール、フィルターモジュールを備え、前記のインダクタンスコイルモジュールは、直列の整流モジュール、フィルターモジュールの順に通過し、携帯用装置の電池に接続する。前述構造の携帯用装置を採用する無線充電装置は、磁気誘導コイルを使って手の上に乗せられる形状の無線充電機能を実現した。また、特許文献２においても類似技術が開示されている。
【０００４】
しかし、前述の無線充電装置は、磁気誘導コイルを使って無線充電機能を実現するのであるが、磁気誘導コイルが発信する電磁波周波が低く、衰微も早く、近距離での充電しかできず使用上に不便がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中華人民共和国特許第２００５１００３０２３９号明細書
【特許文献２】中華人民共和国特許第２００８２０１１５８５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、公知技術に存在する欠点に対し、電気供給距離を拡大するワイヤレス電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述目的を実現する為に、本発明の提供するワイヤレス電源装置は、信号発信ユニット及び信号受信ユニットを備える。信号発信ユニットは、電源供給ユニット、電圧制御発信回路、信号増幅ユニット、及び発信アンテナ部を備える。前記電源供給ユニットは、電圧制御発信回路１１及び信号増幅ユニットに対し電気エネルギーを提供する。前記電圧制御発信回路は、RF信号生成に用いられ、信号増幅ユニットは前記RF信号を増幅する為に使う。発信アンテナ部は、前記RF信号を発信する為に使う。信号受信ユニットは、受信アンテナ及び整流回路を備え、受信アンテナは前記発信アンテナ部の発信するRF信号を受信し電流を生じさせる。整流回路はアンテナが生じさせる電流に対して整流を行なった後、負荷を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のワイヤレス電源装置は、信号発信ユニットがRF信号を発信すると、信号受信ユニットがRF信号を受信し、負荷供給となる。RF信号の伝送によりワイヤレスでの電気供給を実現し、衰微抵抗能力が強く伝送距離が遠い為、使用に便利であるという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のワイヤレス電源装置の一実施例に関するブロック図である。
【図２】図１に示す本発明のワイヤレス電源装置の電圧制御発信回路に関する回路図である。
【図３】図１に示す本発明のワイヤレス電源装置の発信アンテナ部に関する構造図である。
【図４】図１に示す本発明のワイヤレス電源装置の整流回路に関する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す通り、本発明のワイヤレス電源装置１００はマウス電気供給を例とし、信号発信ユニット１及び信号受信ユニット２を備える。信号発信ユニット１は、電源供給ユニット１０、電圧制御発信回路１１、一段増幅器１２、二段増幅器１３、アイソレータ１４、及び発信アンテナ部１５を備える。前記一段増幅器１２及び二段増幅器１３は、信号増幅ユニットを形成する。
【００１１】
電源供給ユニット１０は外部電源の圧力を下げた後は、前記電圧制御発信回路１１、一段増幅器１２及び二段増幅器１３に対し電気エネルギーを提供する。本発明実施例において、電源供給ユニットは6ボルトの電圧を提供可能である。
【００１２】
図２に示す通り、前記電圧制御発信回路１１は、直列の第一電気抵抗Ｒ１及び第二電気抵抗Ｒ２と電圧制御発信回路ＶＣＯを備える。前記第一電気抵抗Ｒ１は可変電気抵抗である。前記電圧制御発信回路ＶＣＯは、第一ピンＴＵＮＥ、第二ピンＶＣＣ、第三ピンＧＮＤ及び第四ピンＲＦoutを備える。第一ピンＴＵＮＥは電気的に電気抵抗Ｒ１と第二電気抵抗Ｒ２の間に接続し、第二ピンＶＣＣと第二電気抵抗Ｒ２を接続し、第三ピンＧＮＤと電気抵抗Ｒ１を接続し、並びに、電気的に負極入力接続端Ｖｉｎ-に接続し、負極入力接続端Ｖｉｎ-を接地する。第二電気抵抗Ｒ２及び第二ピンＶＣＣの間に正極入力接続端Ｖｉｎ+を接続し、正極入力接続端Ｖｉｎ+と電源供給ユニット１０を接続し、第四ピンＲＦoutは一段増幅器１２の一端に接続する。電圧制御発信回路ＶＣＯはRF信号を生成する為のもので、第一電気抵抗Ｒ１の大きさを調節することにより、出力周波数の大きさを調節可能である。本実施例において、電圧制御発信回路は2.4ＧＨzの周波数信号を出力する。
【００１３】
続いて、図１及び図２に示す通り、前記一段増幅器１２の別の一端と二段増幅器１３は接続する。一段増幅器１２は電圧制御発信回路ＶＣＯ出力のRF信号を増幅する為のものである。本実施例において、一段増幅器１２は信号増幅器であり、本実施例において2.4ＧＨzに対するRF信号のゲインは17.5ｄＢ、二段増幅器１３は更に、一段増幅器１２出力のRF信号を継続して増幅する。本実施例において二段増幅器１３はパワー増幅器であり、ゲインは14ｄＢで、出力パワーは1ワットである。前記アイソレータ１４の一端は二段増幅器１３と接続し、もう一端は電気的に発信アンテナ部１５に接続し、アイソレータ１４はパワー増幅器保護し信号を反射してパワー増幅器を損傷させるのを防ぐ役割を果たす。
【００１４】
図１及び図３に示す通り、発信アンテナ部１５は、位相アレイを形成し、且つ供給点Ｋの片形状の複数アンテナ（１５１、１５２、１５３、１５４）に接続する。それらのアンテナは長方形を成す輻射部（１５１１、１５２１、１５３１、１５４１）及び、前記供給点Ｋに連結する接続部（１５１２、１５２２、１５３２、１５４２）を備え、供給点Ｋとアイソレータ１４は電気的に接続する。アンテナの接続部間の長さ及び輻射部間の長さはほぼ同じである。本実施例において、それらアンテナの輻射部の長さはほぼ、周波数が2.4ＧＨｚの電磁波波長の半分である。発信アンテナ部１５はゲインが高く半電力ビーム幅が広い。
【００１５】
図１に示す通り、前記信号受信ユニット２は、受信アンテナ２１、受信アンテナ２１と電気的に接続する整流回路２２、整流回路２２と電気的に接続するキャパシタ２３を備える。前記受信アンテナ２１は双極アンテナもしくはマイクロストリップアンテナとする。本実施例において、受信アンテナ２１は供給部及び接地部を設置した双極アンテナとし、双極アンテナが水平方向において全方向性である故、マウス水平移動時の信号受信が良好である。
【００１６】
図１及び図４に示す通り、前記整流回路２２は整流電圧倍増回路であり、それは、第一ダイオードＤ１、第一キャパシタＣ１、第二キャパシタＣ２、第二ダイオードＤ２の順に接続する。第一ダイオードＤ１と第二ダイオードＤ２間には第一入力接続端Ｐ１を、第一キャパシタＣ１と第二キャパシタＣ２間には第二入力接続端Ｐ２を接続する。第一入力接続端Ｐ１と第二入力接続端Ｐ２はそれぞれ前記受信アンテナ２１の供給部及び接地部に電気的に接続し、第一ダイオードＤ１と第一キャパシタＣ１間には正極出力接続端Ｖout+を接続し、第二ダイオードＤ２と第二キャパシタＣ２間には負極出力接続端Ｖout-を接続する。正極出力接続端Ｖout+と負極出力接続端Ｖout-はそれぞれ、マウス内部の電気エネルギーを必要とする関連回路に電気的に接続する。
【００１７】
前記第一ダイオードＤ１及び第二ダイオードＤ２はどちらも、ショットキーダイオードであり、よって、整流回路の切替効率を向上させることができる。整流回路２２は全波整流であり、倍電圧の効果を有する。前記キャパシタ２３は正極出力接続端Ｖout+と負極出力接続端Ｖout-の間に接続する。本実施例においては、キャパシタ２３は大容量キャパシタ２３であり、大電量を蓄えられる。最後はマウスが十分な電気エネルギーを提供する。
【００１８】
前述した通り、本発明のワイヤレス電源装置１００は信号発信ユニット１がRF信号を発信し、信号受信ユニット２がRF信号を受信して電力供給負荷となる。RF信号の伝送によりワイヤレス電力供給が実現し、抗衰微能力を強化し伝送距離を遠くし、使用を便利にする。
【符号の説明】
【００１９】
１００  ワイヤレス電源装置
１  信号発信ユニット
１０  電源供給ユニット
１１  電圧制御発信回路
１２  一段増幅器
１３  二段増幅器
１４  アイソレータ
１５  発信アンテナ部
１５１、１５２、１５３、１５４    片形状アンテナ
１５１１、１５２１、１５３１、１５４１    輻射部
１５１２、１５２２、１５３２、１５４２    接続部
２  信号受信ユニット
２１  受信アンテナ
２２  整流回路
２３  キャパシタ
ＶＣＯ  電圧制御発信回路
ＴＵＮＥ  第一ピン
ＶＣＣ    第二ピン
ＧＮＤ    第三ピン
ＲＦout   第四ピン
Ｒ１      第一電気抵抗
Ｒ２      第二電気抵抗
Ｖin+    正極入力接続端
Ｖin-    負極入力接続端
Ｐ１      第一入力接続端
Ｐ２      第二入力接続端
Ｃ１      第一キャパシタ
Ｃ２      第二キャパシタ
Ｄ１      第一ダイオード
Ｄ２      第二ダイオード
Ｖout+    正極出力接続端
Ｖout-    負極出力接続端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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