一种利用高压电力线路进行无线充电的装置及方法

摘要

本发明公开了一种利用高压电力线路进行无线充电的装置及方法，包括受电线圈：设置在高压电力线产生的电磁场中，产生交流电压；稳压电路：所述稳压电路的输入端连接所述受电线圈的输出端，所述稳压电路的输出端连接用电设备，根据所述受电线圈产生的交流电压输出预设值的电压至用电设备；蓄电池：连接所述稳压电路的输出端，所述高压电力线上不产生电流时为所述用电设备供电；屏蔽罩：用于屏蔽电磁场，所述稳压电路及蓄电池设置在所述屏蔽罩中；本发明的无线充电装置的受电线圈能够有效的利用电磁感应原理从电磁场获取电能，而且可以对用电设备及蓄电池进行持续供电，有效的保证了用电设备的便捷供电，进而节约了大量的人力物力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线充电的装置，特别涉及一种利用高压电力线路进行无线充电的装置及方法，属于无线充电技术领域。

背景技术

目前，高压交流输电系统是我国实现大容量远距离电力传输的主要手段之一，很多情况下，电力线路必须穿越崇山峻岭，野外环境复杂，树木生长、地质变化都可能影响电力线路正常运行，造成电力线路跳闸甚至电力杆塔倒塌。恶劣的野外环境以及长途跋涉给电力线路巡视带来了巨大困难，耗费大量人力物力。

采样自动化的巡视方式可以大幅减少人工巡视电力线路的工作量。若采用直升机巡视电力线路，购置和运营费用高昂；若在电力线路杆塔上装若设监视设备，对于偏远地区来说监视设备的电能供应难以解决。

为此，我们提供一种利用高压电力线路进行无线充电的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高压电力线路进行无线充电的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用高压电力线路进行无线充电的装置，所述装置由以下结构组成：

用电设备：用于高压线路的监视；

受电线圈：设置在高压电力线产生的电磁场中，产生交流电压；

稳压电路：所述稳压电路的输入端连接所述受电线圈的输出端，所述稳压电路的输出端连接用电设备，根据所述受电线圈产生的交流电压输出预设值的电压至用电设备；

蓄电池：连接所述稳压电路的输出端，所述高压电力线上不产生电流时为所述用电设备供电；

屏蔽罩：用于屏蔽电磁场，所述稳压电路及蓄电池设置在所述屏蔽罩中；

电流计：用于连接所述受电线圈，计算电流。

作为本发明的一种优选技术方案，所述受电线圈与所述高压电力线路之间的间隔距离大于安全距离。

作为本发明的一种优选技术方案，所述高压电力线的通过电流为频率为五十赫兹的交流电。

作为本发明的一种优选技术方案，所述高压电力线的通过电流为频率为六十赫兹的交流电。

作为本发明的一种优选技术方案，所述屏蔽罩由金属材质制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述用电设备包括摄像头、红外设备、巡线无人机及在线监视仪器的一种或者多种。

作为本发明的一种优选技术方案，一种利用高压电力线路进行无线充电的装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：将受电线圈设置在高压电力线产生的电磁场中，并将电流计连接受电线圈，使得受电线圈能够在高压电力线输送电时产生交流电压；

S2：再将稳压电路的输入端连接所述受电线圈的输出端，稳压电路的输出端连接用电设备，根据受电线圈产生的交流电压输出预设值的电压至用电设备；

S3：紧接着稳压电路的输出端连接蓄电池，当高压电力线上不产生电流时为所述用电设备供电；

S4：最后将稳压电路及蓄电池设置在所述屏蔽罩中，屏蔽电磁场，起到安全防护的作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明一种利用高压电力线路进行无线充电的装置及方法，本发明的无线充电装置的受电线圈能够有效的利用电磁感应原理从电磁场获取电能，而且可以对用电设备及蓄电池进行持续供电，有效的保证了用电设备的便捷供电，进而节约了大量的人力物力，同时通过稳压电路对受电线圈产生的电力进行稳压，把电压稳定在系统所需要的电压水平，保证了电压的安全；通过设置屏蔽罩，能够减少强电磁环境对无线充电装置中的稳压电路和蓄电池的干扰和破坏，保证了用电设备的正常运行。

附图说明

图1为本发明的无线充电装置的结构示意图一；

图2为本发明的电磁感应原理图；

图3为高压电力线电磁场的横截面示意图；

图4为本发明实施例的稳压电路的电路图；

图5为本发明的无线充电装置的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明的无线充电装置的结构示意图一，如图1所示，该无线充电装置包括：受电线圈及稳压电路。

本发明利用了电磁感应原理进行无线充电，电磁感应原理如下：在初级线圈通入一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，次级线圈可以将交流电传输给接收端。

图2为本发明的电磁感应原理图，如图2所示，送电线圈201回路中连接有交流电源204，并在送电线圈201中产生交流电流，送电线圈201相当于本发明的高压电力线，交流电源相当于提供给高压电力线的电源，送电线圈201中通过交流电流并产生交变的电磁场(用图2中的带箭头的线表示)，送电线圈201与受电线圈202通过电磁场进行耦合，受电线圈202的输出端可以直接与用电设备(如灯泡203，灯泡203亮代表受电线圈中产生了感应电流)的输入端通过电缆连接，受电线圈通过电磁感应原理在受电线圈两端产生电压，产生的电流可以流入用电设备；

高压电力线线路中通过的电流(如50Hz交流电)能够产生强电磁场，并且磁场辐射范围较大，本发明的受电线圈可设置于高压电力线产生的电磁场中，产生交流电压。

图3为高压电力线电磁场的横截面示意图，如图3所示，1为高压电力线，高压电力线1周围产生电磁场，当高压电力线1通过电流时，会在其周围产生较强的电磁场，且电磁场的强度随着与高压交流电流导线距离的增加而逐渐减弱，受电线圈2位于高压交流电力线产生的电磁场中时，受电线圈2中将产生感应电流，即交流电。

稳压电路的输入端连接受电线圈的输出端(可以通过电缆连接)，稳压电路的输出端连接用电设备，交流电压进入稳压电路后，稳压电路对交流电压进行稳压处理，输出稳定的电压，该电压的电压值可以根据具体用电设备的额定电压进行设定。

图4为本发明实施例的稳压电路的电路图，如图4所示，该稳压电路整流稳压电路，U1该稳压电路的输入端，连接入受电线圈的输出端；U2为该稳压电路的输出端，接负载(例如用电设备、蓄电池等设备)；T为隔离变压器，U为整流桥，IC为稳压用集成电路，VD1和VD2为二极管，C1、C2、C3、C4为电容，R1为电阻，RP1为可调电阻。

本发明实施例中，用电设备一般为高压线路的监视设备，如摄像头、红外设备、巡线无人机及在线监视仪器等。

如图5所示，无线充电装置还包括：蓄电池，连接所述稳压电路的输出端，例如可以与图4中的电容C4并联连接，稳压电路可以为蓄电池充电，在高压电力线上不产生电流时，蓄电池可以为用电设备供电；

如图5所示，无线充电装置还包括：用于屏蔽电磁场的屏蔽罩501，稳压电路及蓄电池设置在屏蔽罩501中，屏蔽罩501保护稳压电路及蓄电池不受强电磁场的干扰。

一实施例中，屏蔽罩的材质为金属，能够对其内部的电路起到保护和屏蔽强电磁场的作用。

在一实施例中，用电设备也可以设置在屏蔽罩中，以屏蔽强电磁场的干扰。

一实施例中，无线充电装置还可以设置电流计，电流计连接受电线圈，以检测受电线圈是否产生电流。本发明实施例具体实施时，可以在电流计上设置微处理器及无线传输模块(如蓝牙、射频模块等)，微处理器连接电流计及无线传输模块，将电流计测量的电流值通过无线传输模块发送给用户终端，如手机等，供用户实时掌握受电线圈的状态。

由于高压电力线电压较高，为了保证受电线圈不受损，可以将受电线圈与高压电力线之间间隔设定距离，该距离大于高压电力线的安全距离。

高压电力线的通过可以电流为频率为五十赫兹或六十赫兹的交流电。

具体使用时，本发明一种利用高压电力线路进行无线充电的装置及方法，将受电线圈设置在高压电力线产生的电磁场中，并将电流计连接受电线圈，使得受电线圈能够在高压电力线输送电时产生交流电压；再将稳压电路的输入端连接所述受电线圈的输出端，稳压电路的输出端连接用电设备，根据受电线圈产生的交流电压输出预设值的电压至用电设备；用电设备供电；最后将稳压电路及蓄电池设置在所述屏蔽罩中，屏蔽电磁场，起到安全防护的作用，综上所述，本发明的无线充电装置的受电线圈能够有效的利用电磁感应原理从电磁场获取电能，而且可以对用电设备及蓄电池进行持续供电，有效的保证了用电设备的便捷供电，进而节约了大量的人力物力，同时通过稳压电路对受电线圈产生的电力进行稳压，把电压稳定在系统所需要的电压水平，保证了电压的安全；通过设置屏蔽罩，能够减少强电磁环境对无线充电装置中的稳压电路和蓄电池的干扰和破坏，保证了用电设备的正常运行。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。