本發(fā)明涉及電源裝置，尤其涉及了一種激光供能電源裝置。

背景技術(shù)：

目前，大功率激光技術(shù)快速發(fā)展，各個行業(yè)都在大力使用，隨著電力方面的發(fā)展，可以將光纖取代金屬線功供能并通過光電轉(zhuǎn)換技術(shù)把光能轉(zhuǎn)換成最終的電能然后供高壓設(shè)備使用，高壓設(shè)備在遠(yuǎn)程監(jiān)控時，傳統(tǒng)的離線式斷路器振動采集模塊，需要將振動傳感器安裝在斷路器頂端，并且從傳感器上引一根信號線到采集板上。如果將這種方式引入在線監(jiān)測的項目中，斷路器在帶電工況下，勢必就把高壓與低壓部分通過信號線聯(lián)系在了一起。因此，不能將激光供能與無線傳輸完美的結(jié)合在一起并且將信號傳到主控制器中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中采集模塊不能與激光供能技術(shù)一起使用這個缺點，提供了一種激光供能電源裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：

一種激光供能裝置，包括控制模塊、無線收發(fā)模塊、激光發(fā)射模塊、激光接收模塊；控制模塊與各個模塊連接；

所述無線收發(fā)模塊作為無線傳輸連接端，用來與外界數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行通信；

所述激光發(fā)射模塊為激光發(fā)生器，用來提供激光，激光發(fā)生器與控制模塊間隔連接，在激光發(fā)生器中激光經(jīng)由轉(zhuǎn)換模塊將電能轉(zhuǎn)換成紅外光譜激光，其間的電能轉(zhuǎn)換為光能的效率稱為第一光電轉(zhuǎn)換效率，紅外光譜激光并經(jīng)過鏡頭將此激光進(jìn)行擴散變成光斑，在此，紅外光譜激光擴散成光斑時也會產(chǎn)生能量損失，光斑穿透過空氣到達(dá)激光接收模塊上并且將光能轉(zhuǎn)換成電能為外界采集模塊與無線收發(fā)模塊提供電能；所述第一光電轉(zhuǎn)換效率的區(qū)間包括：大于等于0.156且小于0.170、大于等于0.195且小于0.215、以及大于等于0.235且不大于0.25；所述第一光電轉(zhuǎn)換效率的計算公式如下：

η表示第一光電轉(zhuǎn)換效率，I²RT表示電能，其中I表示電流，R表示電阻，T是時間；hν表示紅外激光的能量，h表示普朗克常量，ν表示頻率；

所述激光接收模塊為太陽能電池板，用來接收轉(zhuǎn)化激光發(fā)射器發(fā)射的激光，將光能轉(zhuǎn)化成電能，其間的光電轉(zhuǎn)換效率為第二光電轉(zhuǎn)換效率，所述第二光電轉(zhuǎn)換率的區(qū)間包括：大于等于0.10且小于0.12、大于等于0.13且小于0.14、以及大于等于0.15且不大于0.16；所述第二光電轉(zhuǎn)換效率的計算公式如下：

η1表示第二光電轉(zhuǎn)換效率；

Pm最大輸出功率；

Pin最大輸入功率；

Vm最大輸入電壓；

Im最大輸入電流；

Voc開路電壓；

Isc短路電流；

FF表示填充因子；

S表示太陽能電池板的面積；

1000表示光照幅度；

第二光電轉(zhuǎn)化效率是光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率：即就是電池受光照時的最大輸出功率Pm與照射到電池上的入射光的功率Pin的百分比。

作為優(yōu)選，還包括防塵驅(qū)動電機模塊、智能電源管理模塊與恒溫模塊，

所述智能電源管理模塊包括充放電控制器、電容電池以及其他負(fù)載，電容電池與負(fù)載分別連接充放電控制器，智能電源管理模塊即就是對充放電控制器的用電量進(jìn)行管理，當(dāng)電量過低時，可以進(jìn)行充電，當(dāng)電量過高時，可以進(jìn)行儲能；

所述恒溫模塊用來管理整個系統(tǒng)的溫度；

防塵蓋驅(qū)動電機模塊用來驅(qū)動防塵蓋。

作為優(yōu)選，所述恒溫模塊包含電阻加熱單元與制冷芯片單元，電阻加熱單元包含電阻，所述電阻與控制模塊連接，制冷芯片單元與控制模塊連接。

作為優(yōu)選，所述防塵蓋驅(qū)動電機模塊包括電機與防塵蓋，所述防塵蓋設(shè)置在激光供能裝置外側(cè)。

作為優(yōu)選，所述電機為伺服電機，連接控制模塊。

作為優(yōu)選，所述該裝置設(shè)置成一體化裝置，在該一體化裝置外包裹防塵蓋。

一種激光供能方法，包括：

激光發(fā)射模塊接收到控制器的指令啟動激光發(fā)射模塊，所述的激光發(fā)射模塊為激光發(fā)生器，在激光發(fā)生器中激光經(jīng)由轉(zhuǎn)換模塊將電能轉(zhuǎn)換成紅外光譜激光，并經(jīng)過鏡頭將此激光進(jìn)行擴散變成光斑，穿透過空氣到達(dá)激光接收模塊上；

激光接收模塊為太陽能電池板，接收到激光發(fā)生器發(fā)射過來的光斑，將接收到的光斑轉(zhuǎn)化成電能；

將激光接收模塊轉(zhuǎn)換的電能使用到外界采集模塊與無線收發(fā)模塊中。

作為優(yōu)選，此方法還包括，對激光接收模塊轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行電源管理，智能電源管理模塊包括充放電控制器、電容電池以及其他負(fù)載，電容電池與負(fù)載分別連接充放電控制器，智能電源管理模塊接收到控制模塊的指令，根據(jù)需求對充放電控制器的用電量進(jìn)行管理，當(dāng)電量過低時，可以進(jìn)行充電，當(dāng)電量過高時，可以進(jìn)行儲能。

作為優(yōu)選，此方法還包括，對整個激光供能單元進(jìn)行恒溫管控，恒溫模塊接收到控制模塊發(fā)出的溫度指令，當(dāng)溫度過低時，通過電阻加熱來對激光供能單元加熱；當(dāng)溫度過高時，通過芯片制冷方式對激光供能單元進(jìn)行降溫，從來是激光供能單元溫度一直維持在適宜溫度。

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果：

本發(fā)明在激光供能單元中加入了無線收發(fā)模塊，通過無線收發(fā)模塊與外界采集終端直接通信；并且在整個激光供能單元外加入了防塵蓋，避免灰塵進(jìn)入；在供電單元內(nèi)加入智能電源管理模塊用來管理轉(zhuǎn)化來的電能；加入了恒溫模塊，保持了整個激光供能單元的溫度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的流程圖。

標(biāo)號說明：1—控制模塊、2—激光發(fā)射模塊、3—激光接收模塊、4—無線收發(fā)模塊、5—恒溫模塊、6—智能電源管理模塊、7—防塵驅(qū)動電機模塊、8—激光發(fā)生器、9—太陽能電池板、10—充放電控制器、11—電容電池、12—負(fù)載、13—采集模塊、14—裝置端處理單元。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例1：

一種激光供能裝置，包括控制模塊1、無線收發(fā)模塊4、激光發(fā)射模塊2、激光接收模塊3、防塵驅(qū)動電機模塊7、智能電源管理模塊6與恒溫模塊5；控制模塊1為CPU，作為主控制器，分別與各個模塊連接；

所述無線收發(fā)模塊4作為無線傳輸連接端，用來與外界數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行通信；

所述激光發(fā)射模塊2為激光發(fā)生器8，用來提供激光，激光發(fā)生器8與控制模塊1間隔連接，在激光發(fā)生器8中激光經(jīng)由轉(zhuǎn)換模塊將電能轉(zhuǎn)換成紅外光譜激光，其間的電能轉(zhuǎn)換為光能的效率稱為第一光電轉(zhuǎn)換效率，紅外光譜激光并經(jīng)過鏡頭將此激光進(jìn)行擴散變成光斑，在此，紅外光譜激光擴散成光斑時也會產(chǎn)生能量損失，穿透過空氣到達(dá)激光接收模塊3上并且將光能轉(zhuǎn)換成電能為外界采集模塊與無線收發(fā)模塊4提供電能；所述第一光電轉(zhuǎn)換效率的區(qū)間包括：大于等于0.156且小于0.170、大于等于0.195且小于0.215、以及大于等于0.235且不大于0.25；所述第一光電轉(zhuǎn)換效率的計算公式如下：I²RT表示電能，其中I表示電流，R表示電阻，T是時間；hν表示紅外激光的能量，h表示普朗克常量，ν表示頻率；

所述激光接收模塊3為太陽能電池板9，用來接收轉(zhuǎn)化激光發(fā)射器8發(fā)射的激光，將光能轉(zhuǎn)化成電能，其間的光電轉(zhuǎn)換效率為第二光電轉(zhuǎn)換效率，所述第二光電轉(zhuǎn)換率的區(qū)間包括：大于等于0.10且小于0.12、大于等于0.13且小于0.14、以及大于等于0.15且不大于0.16；所述第二光電轉(zhuǎn)換效率的計算公式如下：

Pm最大輸出功率；

Pin最大輸入功率；

Vm最大輸入電壓；

Im最大輸入電流；

Voc開路電壓；

Isc短路電流；

FF表示填充因子；

S表示太陽能電池板的面積；

1000表示光照幅度；

第二光電轉(zhuǎn)化效率是光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率：即就是電池受光照時的最大輸出功率Pm與照射到電池上的入射光的功率Pin的百分比；

所述智能電源管理模塊6包括充放電控制器10、電容電池11以及其他負(fù)載12，電容電池11與負(fù)載12分別連接充放電控制器10，智能電源管理模塊6即就是對充放電控制器10的用電量進(jìn)行管理，當(dāng)電量過低時，可以進(jìn)行充電，當(dāng)電量過高時，可以進(jìn)行儲能；

所述恒溫模塊5用來管理整個系統(tǒng)的溫度；防塵蓋驅(qū)動電機模塊7用來驅(qū)動防塵蓋。

防塵蓋驅(qū)動電機模塊包括電機與防塵蓋，所述防塵蓋設(shè)置在激光供能裝置外側(cè)，電機為伺服電機，連接控制模塊1。伺服電機用來接收控制1模塊指令。

所述恒溫模塊5包含電阻加熱單元與制冷芯片單元，電阻加熱單元包含電阻，所述電阻與控制模塊1連接，制冷芯片單元與控制模塊1連接。采用電阻加熱與芯片制冷方式維持整個裝置的溫度，讓裝置一直處于適宜溫度內(nèi)。

所述該裝置設(shè)置成一體化裝置，在該一體化裝置外包裹防塵蓋，防塵蓋用來防塵。

經(jīng)過多次驗證，激光接收處理部分需要在高壓環(huán)境下才能工作，并且激光發(fā)射模塊與激光接收模塊之間沒有阻隔且直線距離不大于100米，

經(jīng)過測試，得到以下數(shù)據(jù)，附屬如下：

激光供電裝置高壓側(cè)供能量350mW

激光供電裝置光電轉(zhuǎn)換效率10％

激光發(fā)生器中激光光源波段為808nm

輸入電壓220V

輸出電壓12V，5A

使用壽命8000h

一種激光供能方法，包括：

激光發(fā)射模塊2接收到控制器的指令啟動激光發(fā)射模塊2，所述的激光發(fā)射模塊2為激光發(fā)生器8，在激光發(fā)生器8中激光經(jīng)由轉(zhuǎn)換模塊將電能轉(zhuǎn)換成紅外光譜激光，并經(jīng)過鏡頭將此激光進(jìn)行擴散變成光斑，穿透過空氣到達(dá)激光接收模塊上；

激光接收模塊3為太陽能電池板9，接收到激光發(fā)生器8發(fā)射過來的光斑，將接收到的光斑轉(zhuǎn)化成電能；

將激光接收模塊3轉(zhuǎn)換的電能使用到外界采集模塊13與無線收發(fā)模塊4中。

在此方法中還包括，對激光接收模塊3轉(zhuǎn)換的電能進(jìn)行電源管理，智能電源管理模塊6包括充放電控制器10、電容電池11以及其他負(fù)載12，電容電池11與負(fù)載12分別連接充放電控制器10，智能電源管理模塊6接收到控制模塊1的指令，根據(jù)需求對充放電控制器10的用電量進(jìn)行管理，當(dāng)電量過低時，可以進(jìn)行充電，當(dāng)電量過高時，可以進(jìn)行儲能。

此方法還包括，對整個激光供能單元進(jìn)行恒溫管控，恒溫模塊5接收到控制模塊1發(fā)出的溫度指令，當(dāng)溫度過低時，通過電阻加熱來對激光供能單元加熱；當(dāng)溫度過高時，通過芯片制冷方式對激光供能單元進(jìn)行降溫，從來是激光供能單元溫度一直維持在適宜溫度。

該方法還包括，防塵蓋驅(qū)動電機模塊7接到控制模塊1指令，啟動電機對防塵蓋進(jìn)行去除灰塵。

激光單元的工作過程：激光單元接收到裝置處理單元的啟動命令后，此啟動命令是通過無線收發(fā)模塊發(fā)送的，激光單元發(fā)出光能量到采集單元上并且能整合自身的狀態(tài)信息，將采集單元采集到的信息及自身的狀態(tài)信息發(fā)送到裝置端處理單元14內(nèi)。

經(jīng)過多次測試，根據(jù)方法測試出來的數(shù)據(jù)：

激光發(fā)射部分的數(shù)據(jù)：

工作電壓：220V

激光頻率：不可見波長

工作溫度：-45～85℃

相對濕度：<95％

并且具備自清潔功能

具備與激光接收處理部分的對準(zhǔn)功能

激光接收處理部分得到的數(shù)據(jù)：

輸出電壓：12V

輸出功率：2W

工作溫度：-45～85℃

相對濕度：<95％

整個激光供電單元的工作環(huán)境：220-750kV

具備與激光發(fā)射部分的對準(zhǔn)功能

具備超級電容儲能功能：30分鐘

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。