本发明涉及通信电子领域，尤其涉及一种无线射频供电系统及其供电方法。
背景技术：
在现有技术中，各种传感器能够将测量到的信息，依照预设规律变换成为电信号或其他适当形式的信息输出，从而满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，得到了广泛的应用，
具体地，现有的传感器多集成于各类芯片中，采用电池进行供电，由于电池受到寿命和高低温的局限，传统的传感器难以在恶劣环境或者长时间工作。现有方案多为采用有线供电方式或者频繁更换电池，然而，对于航天技术、军事工程、工业自动化测量、检测技术、医疗诊断等多种领域，经常存在不适用有限供电或更换电池的工作场景，严重影响了传感器的有效应用。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种无线射频供电系统及其供电方法，可以在实现无线供电的同时，有效的针对电量不稳的电磁波进行转换及存储，以提高供电的电压需求以及供电稳定性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种无线射频供电系统，包括：整流单元，其第一端与天线耦接，适于对天线的输出信号进行整流，其第二端输出整流信号；第一开关，其第一端与所述整流单元的第二端耦接，其第二端直接或间接地耦接至供电输出端；第二开关，其第一端与所述整流单元的第二端耦接；储能单元，其输入端连接所述第二开关的第二端，所述储能单元适于对接收到的所述整流信号进行储能以产生储能电压；第一控制单元，适于对所述整流信号的电压进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关以及第二开关，或者释放对所述第一开关以及第二开关的控制；第二控制单元，适于在所述第一控制单元释放对所述第一开关和第二开关的控制时，对所述储能电压进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关。
可选的，所述供电输出端的数量为多个，所述无线射频供电系统还包括：电压分配电路，具有输入端与多个输出端，所述输入端与所述第一开关的第二端耦接，所述多个输出端分别与对应的供电输出端连接。
可选的，当所述整流信号的电压大于等于第一预设阈值电压时，所述第一控制单元控制所述第一开关导通、第二开关断开，当所述整流信号的电压小于所述第一预设阈值电压时，控制所述第一开关断开以及第二开关导通，并释放对所述第一开关以及第二开关的控制，直至所述整流信号的电压再次大于等于所述第一预设阈值电压。
可选的，所述第一控制单元包括：辅助测量电容，其第一端连接所述整流单元的第二端；第一电压比较器，其第一输入端连接所述辅助测量电容的第二端以接收电容电压，其第二输入端接收第一预设阈值电压，在所述电容电压大于等于所述第一预设阈值电压时，所述第一电压比较器的输出端输出第一逻辑电平，在所述整流信号的电压小于第一预设阈值电压时，输出第二逻辑电平，所述第一逻辑电平与所述第二逻辑电平不同；第一开关控制子单元，连接所述第一电压比较器的输出端，响应于第一逻辑电平，控制所述第一开关导通以及第二开关断开，响应于第二逻辑电平，控制所述第一开关断开以及第二开关导通，并释放对所述第一开关以及第二开关的控制，直至所述第一电压比较器再次输出第一逻辑电平。
可选的，在所述第一控制单元释放对所述第一开关和第二开关的控制时，当所述储能电压大于等于第二预设阈值电压时，所述第二控制单元控制所述第一开关导通，当所述储能电压小于第二预设阈值电压时，控制所述第一开关关断。
可选的，所述第二控制单元包括：第二电压比较器，其第一输入端连接所述储能单元以接收储能电压，其第二输入端接收第二预设阈值电压，在所述储能电压大于等于所述第二预设阈值电压时，输出第三逻辑电平，在所述储能电压小于第二预设阈值电压时，输出第四逻辑电平，所述第三逻辑电平与所述第四逻辑电平不同；第二开关控制子单元，连接所述第二电压比较器的输出端，响应于所述第三逻辑电平，控制所述第一开关导通，响应于第四逻辑电平，控制所述第一开关关断。
可选的，所述整流单元为升压整流电路。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种无线射频系统，包括：上述无线射频供电系统；负载，所述负载连接所述供电输出端。
可选的，所述负载选自以下一种或多种：光敏电阻类传感器、热敏电阻类传感器、震动电阻类传感器、气压差分电阻式传感器、压力差分式电阻传感器、含水量电容式传感器以及湿度电容式传感器。
可选的，所述无线射频系统还包括：天线。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在本发明实施例中，提供一种无线射频供电系统，包括：整流单元，其第一端与天线耦接，适于对天线的输出信号进行整流，其第二端输出整流信号；第一开关，其第一端与所述整流单元的第二端耦接，其第二端直接或间接地耦接至供电输出端；第二开关，其第一端与所述整流单元的第二端耦接；储能单元，其输入端连接所述第二开关的第二端，所述储能单元适于对接收到的所述整流信号进行储能以产生储能电压；第一控制单元，适于对所述整流信号的电压进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关以及第二开关，或者释放对所述第一开关以及第二开关的控制；第二控制单元，适于在所述第一控制单元释放对所述第一开关和第二开关的控制时，对所述储能电压进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关。采用上述方案，通过设置整流单元以及储能单元，可以将接收到的电磁波转换成整流信号，进而对所述整流信号进行储能，并利用开关以及控制单元，对供电方式进行控制，从而在实现无线供电的同时，有效的针对电量不稳的电磁波进行转换及存储，以提高供电的电压需求以及供电稳定性。
进一步，通过设置辅助测量电容，可以采用辅助测量电容的电容电压与预设阈值电压进行比较，并响应于比较结果，对开关进行控制，相比于直接采用整流信号的电压与预设阈值电压进行比较，由于电容电压更为稳定，且电压值较高，可以提高测量准确性。
附图说明
图1是本发明实施例中一种无线射频供电系统的电路结构示意图；
图2是本发明实施例中另一种无线射频供电系统的电路结构示意图；
图3是本发明实施例中一种无线射频系统的结构示意图。
具体实施方式
在现有技术中，传感器多集成于各类芯片中，采用有线供电或者电池供电，然而在多种领域中存在不适用有限供电或更换电池的工作场景，严重影响了传感器的有效应用。
本发明的发明人经过研究发现，在通过天线收发信号时，往往会发射或接收大量的电磁波，所述电磁波经过转化后可以作为供电来源。
进一步地，由于电磁波的大小并不稳定，直接采用转化后的信号对传感器进行供电，可能存在电量不稳的问题。
本发明的发明人经过进一步研究发现，在现有技术中，尚未能够对接收到的电磁波进行有效地转化和存储，导致在采用电磁波进行供电时，直接受到电磁波本身的大小影响。
在本发明实施例中，提供一种无线射频供电系统，包括：整流单元，其第一端与天线耦接，适于对天线的输出信号进行整流，其第二端输出整流信号；第一开关，其第一端与所述整流单元的第二端耦接，其第二端直接或间接地耦接至供电输出端；第二开关，其第一端与所述整流单元的第二端耦接；储能单元，其输入端连接所述第二开关的第二端，所述储能单元适于对接收到的所述整流信号进行储能以产生储能电压；第一控制单元，适于对所述整流信号的电压进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关以及第二开关，或者释放对所述第一开关以及第二开关的控制；第二控制单元，适于在所述第一控制单元释放对所述第一开关和第二开关的控制时，对所述储能电压进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关。采用上述方案，通过设置整流单元以及储能单元，可以将接收到的电磁波转换成整流信号，进而对所述整流信号进行储能，并利用开关以及控制单元，对供电方式进行控制，从而在实现无线供电的同时，有效的针对电量不稳的电磁波进行转换及存储，以提高供电的电压需求以及供电稳定性。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图1，图1是本发明实施例中一种无线射频供电系统的电路结构示意图。
如图1所示，所述无线射频供电系统可以包括：整流单元101、第一开关111、第二开关112、储能单元121、第一控制单元131、第二控制单元132以及供电输出端161。
其中，所述整流单元101的第一端与天线耦接，适于对天线的输出信号进行整流，其第二端输出整流信号。
具体地，所述天线可以外接于所述无线射频供电系统，将接收到的电磁波信号输入至整流单元101。其中，所述电磁波可以为高频电磁波。
进一步地，所述整流单元101可以为升压整流电路，以对接收到的电磁波进行升压整流。例如，升压整流电路经过升压整流后可以产生整流信号vo，该整流信号vo可以是直流信号，其中，电磁波的强度决定了该升压整流电路的输出电流。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，当电磁波的强度达到-25dbm左右的时候可以较好地实现整流单元101的升压整流效果，低于这个数字，整流信号vo的输出有可能受到影响。
所述第一开关111的第一端可以与所述整流单元101的第二端耦接，其第二端直接或间接地耦接至供电输出端161。
所述第二开关112的第一端与所述整流单元的第二端耦接。
在本发明实施例中，通过分别设置第一开关111以及第二开关112的开关和闭合，可以根据具体情况，采用所述整流信号实现直接供电或者进行储能。
其中，所述储能单元121的输入端连接所述第二开关的第二端，所述储能单元适于对接收到的所述整流信号进行储能以产生储能电压。
在具体实施中，所述储能单元121可以为电容器。
在本发明实施例中，通过设置储能单元121可以实现预充电功能，从而在电能储备充足时对系统供电，还可以在电磁波信号较弱或不稳定时对系统供电，有助于针对电量不稳的电磁波进行转换及存储，从而有机会提高供电的电压需求以及供电稳定性。
所述第一控制单元131适于对所述整流信号vo进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关111以及第二开关112，或者释放对所述第一开关111以及第二开关112的控制。
进一步地，当所述整流信号vo的电压大于等于第一预设阈值电压时，所述第一控制单元131控制所述第一开关111导通、第二开关112断开，当所述整流信号的电压小于所述第一预设阈值电压时，控制所述第一开关111断开以及第二开关112导通，并释放对所述第一开关111以及第二开关112的控制，直至所述整流信号vo的电压再次大于等于所述第一预设阈值电压。
在本发明实施例中，通过设置当所述整流信号vo的电压大于等于第一预设阈值电压时，所述第一控制单元131控制所述第一开关111导通、第二开关112断开，可以在电磁波信号较强时，采用整流单元101输出的整流信号vo直接向连接至供电输出端161的负载(例如传感器)进行供电，从而提高电能利用率。
在本发明实施例中，通过设置当所述整流信号vo的电压小于所述第一预设阈值电压时，控制所述第一开关111断开以及第二开关112导通，并释放对所述第一开关111以及第二开关112的控制，直至所述整流信号vo的电压再次大于等于所述第一预设阈值电压，可以在电磁波信号较弱时，断开整流单元101与供电输出端161之间的连接，不对负载进行充电，并且通过释放对所述第一开关111以及第二开关112的控制，使得储能单元121可以根据具体情况，实现充电功能或者对负载的供电功能。
所述第二控制单元132适于在所述第一控制单元131释放对所述第一开关111和第二开关112的控制时，对所述储能电压121进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关111。
进一步地，在所述第一控制单元131释放对所述第一开关111和第二开关112的控制时，当所述储能电压大于等于第二预设阈值电压时，所述第二控制单元132控制所述第一开关111导通，当所述储能电压小于第二预设阈值电压时，控制所述第一开关111关断。
在本发明实施例中，通过设置当所述储能电压大于等于第二预设阈值电压时，所述第二控制单元132控制所述第一开关111导通，可以实现储能单元121对负载的供电功能；通过设置当所述储能电压小于第二预设阈值电压时，控制所述第一开关111关断，可以实现储能单元121的充电功能。
在本发明实施例中，通过设置整流单元101以及储能单元121，可以将接收到的电磁波转换成整流信号，进而对所述整流信号进行储能，并利用第一开关111、第二开关112、第一控制单元131以及第二控制单元132，对供电方式进行控制，从而在实现无线供电的同时，有效的针对电量不稳的电磁波进行转换及存储，以提高供电的电压需求以及供电稳定性。
需要说明的是，本文中的释放控制指的是不再对被控制对象进行控制，例如可以是输出至被控制对象的信号进入高阻态，此时，被控制对象的状态将保持释放控制之前的状态，或者，由其他的控制信号来确定。
参照图2，图2是本发明实施例中另一种无线射频供电系统的电路结构示意图。
所述另一种无线射频供电系统可以包括图1示出的无线射频供电系统中的各个部分，还可以包括电压分配电路171。
其中，所述电压分配电路171可以具有输入端与多个输出端，所述输入端与所述第一开关111的第二端耦接，所述多个输出端分别与对应的供电输出端连接。
在本发明实施例中，通过设置电压分配电路171，可以分路对应于多个供电输出端，从而实现同时为多个负载供电。
在本发明实施例中，还可以设置多个供电输出端对应于两种或两种以上供电类型，从而可以对两种或两种以上类型的负载进行供电，有效地提高应用范围。
进一步地，所述第一控制单元131可以包括：辅助测量电容1311、第一电压比较器1312以及第一开关控制子单元1313。
其中，所述辅助测量电容1311的第一端连接所述整流单元的第二端。
其中，所述整流信号vo持续地对辅助测量电容1311充电，使得辅助测量电容1311两端的电容电压持续增大，且比整流信号vo更加稳定。
在本发明实施例中，通过设置辅助测量电容1311，可以采用辅助测量电容1311的电容电压与预设阈值电压进行比较，并响应于比较结果，对开关进行控制，相比于直接采用整流信号的电压与预设阈值电压进行比较，由于电容电压更为稳定，且电压值较高，可以提高测量准确性。
所述第一电压比较器1312的第一输入端连接所述辅助测量电容的第二端以接收电容电压，其第二输入端接收第一预设阈值电压vt1，在所述电容电压大于等于所述第一预设阈值电压vt1时，所述第一电压比较器1312的输出端输出第一逻辑电平，在所述整流信号vo的电压小于第一预设阈值电压vt1时，输出第二逻辑电平，所述第一逻辑电平与所述第二逻辑电平不同。
作为一个非限制性的例子，可以设置当所述电容电压大于等于所述第一预设阈值电压vt1时，输出的第一逻辑电平为逻辑高电平，例如为vdd或逻辑1；当所述电容电压小于所述第一预设阈值电压vt1时，输出的第二逻辑电平为逻辑低电平，例如为逻辑0。
第一开关控制子单元1313，连接所述第一电压比较器的输出端，响应于第一逻辑电平，控制所述第一开关导通以及第二开关断开，响应于第二逻辑电平，控制所述第一开关断开以及第二开关导通，并释放对所述第一开关以及第二开关的控制，直至所述第一电压比较器再次输出第一逻辑电平。
在本发明实施例中，通过设置第一开关控制子单元1313，可以在电磁波信号较弱时，断开整流单元101与供电输出端161之间的连接，不对负载进行充电，并且通过释放对所述第一开关111以及第二开关112的控制，使得储能单元121可以根据具体情况，实现充电功能或者对负载的供电功能。
进一步地，所述第二控制单元132可以包括第二电压比较器1321以及第二开关控制子单元1322。
所述第二电压比较器1321的第一输入端可以连接所述储能单元121以接收储能电压，其第二输入端接收第二预设阈值电压vt2，在所述储能电压大于等于所述第二预设阈值电压时，输出第三逻辑电平，在所述储能电压小于第二预设阈值电压时，输出第四逻辑电平，所述第三逻辑电平与所述第四逻辑电平不同。
作为一个非限制性的例子，可以设置当所述电容电压大于等于所述第二预设阈值电压vt2时，输出的第三逻辑电平为逻辑高电平，例如为vdd或逻辑1；当所述电容电压小于所述第二预设阈值电压vt2时，输出的第四逻辑电平为逻辑低电平，例如为逻辑0。
第二开关控制子单元1322，连接所述第二电压比较器的输出端，响应于所述第三逻辑电平，控制所述第一开关111导通，响应于第四逻辑电平，控制所述第一开关111关断。
在本发明实施例中，通过设置第二开关控制子单元1322，可以实现储能单元121对负载的供电功能以及充电功能。
有关图2示出的另一种无线射频供电系统的更多详细内容请参照图1中的无线射频供电系统的描述进行执行，此处不再赘述。
参照图3，图3是本发明实施例中一种无线射频系统的结构示意图。所述无线射频系统可以包括图1或图2示出的无线射频供电系统100，还可以包括负载181以及天线191。
其中，所述负载181可以连接所述无线射频供电系统100的供电输出端，以采用所述无线射频供电系统100对其进行供电。
进一步地，所述负载181可以选自一种或多种传感器。
具体地，所述负载181可以选自普通电阻或电压式传感器，例如包括光敏电阻类传感器、热敏电阻类传感器以及震动电阻类传感器；所述负载181还可以为差分电阻式传感器，例如包括气压差分电阻式传感器以及压力差分式电阻传感器；所述负载181还可以为还可以为电容式传感器，例如包括含水量电容式传感器以及湿度电容式传感器。
更具体地，上述传感器的供电电压可以由其中一个供电输出端(如vdd电压输出接口)提供，不同的供电输出端可以分别对应于不同的传感器类型，例如可以存在普通电阻/电压式传感器供电输出端、电容式传感器供电输出端、差分电阻式传感器供电输出端等。
在具体实施中，可以根据传感器对于供电的具体需求，通过第一控制单元设置适当的第一预设阈值电压，以及通过第二控制单元设置适当的第二预设阈值电压，以更好地实现对传感器进行供电。
需要指出的是，在本发明实施例中，可以对功耗较大，供电需求较高的负载进行供电，例如可以为大功耗的传感器、与传感器连接的模拟数字转换模块等。具体而言，在本发明实施例中，将接收到的源源不断的电磁波转换成整流信号，有机会实现更大功率、更大范围的供电。
在具体实施中，有关无线射频系统的更多详细内容请参照图1至图2中的无线射频供电系统的描述进行执行，此处不再赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
1.一种无线射频供电系统，其特征在于，包括：
整流单元，其第一端与天线耦接，适于对天线的输出信号进行整流，其第二端输出整流信号；
第一开关，其第一端与所述整流单元的第二端耦接，其第二端直接或间接地耦接至供电输出端；
第二开关，其第一端与所述整流单元的第二端耦接；
储能单元，其输入端连接所述第二开关的第二端，所述储能单元适于对接收到的所述整流信号进行储能以产生储能电压；
第一控制单元，适于对所述整流信号的电压进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关以及第二开关，或者释放对所述第一开关以及第二开关的控制；
第二控制单元，适于在所述第一控制单元释放对所述第一开关和第二开关的控制时，对所述储能电压进行检测，并根据检测结果控制所述第一开关。
2.根据权利要求1所述的无线射频供电系统，其特征在于，所述供电输出端的数量为多个，所述无线射频供电系统还包括：
电压分配电路，具有输入端与多个输出端，所述输入端与所述第一开关的第二端耦接，所述多个输出端分别与对应的供电输出端连接。
3.根据权利要求1所述的无线射频供电系统，其特征在于，
当所述整流信号的电压大于等于第一预设阈值电压时，所述第一控制单元控制所述第一开关导通、第二开关断开，当所述整流信号的电压小于所述第一预设阈值电压时，控制所述第一开关断开以及第二开关导通，并释放对所述第一开关以及第二开关的控制，直至所述整流信号的电压再次大于等于所述第一预设阈值电压。
4.根据权利要求3所述的无线射频供电系统，其特征在于，所述第一控制单元包括：
辅助测量电容，其第一端连接所述整流单元的第二端；
第一电压比较器，其第一输入端连接所述辅助测量电容的第二端以接收电容电压，其第二输入端接收第一预设阈值电压，在所述电容电压大于等于所述第一预设阈值电压时，所述第一电压比较器的输出端输出第一逻辑电平，在所述整流信号的电压小于第一预设阈值电压时，输出第二逻辑电平，所述第一逻辑电平与所述第二逻辑电平不同；
第一开关控制子单元，连接所述第一电压比较器的输出端，响应于第一逻辑电平，控制所述第一开关导通以及第二开关断开，响应于第二逻辑电平，控制所述第一开关断开以及第二开关导通，并释放对所述第一开关以及第二开关的控制，直至所述第一电压比较器再次输出第一逻辑电平。
5.根据权利要求1所述的无线射频供电系统，其特征在于，
在所述第一控制单元释放对所述第一开关和第二开关的控制时，当所述储能电压大于等于第二预设阈值电压时，所述第二控制单元控制所述第一开关导通，当所述储能电压小于第二预设阈值电压时，控制所述第一开关关断。
6.根据权利要求5所述的无线射频供电系统，其特征在于，所述第二控制单元包括：
第二电压比较器，其第一输入端连接所述储能单元以接收储能电压，其第二输入端接收第二预设阈值电压，在所述储能电压大于等于所述第二预设阈值电压时，输出第三逻辑电平，在所述储能电压小于第二预设阈值电压时，输出第四逻辑电平，所述第三逻辑电平与所述第四逻辑电平不同；
第二开关控制子单元，连接所述第二电压比较器的输出端，响应于所述第三逻辑电平，控制所述第一开关导通，响应于第四逻辑电平，控制所述第一开关关断。
7.根据权利要求1所述的无线射频供电系统，其特征在于，所述整流单元为升压整流电路。
8.一种无线射频系统，其特征在于，包括：
权利要求1至7所述的无线射频供电系统；
负载，所述负载连接所述供电输出端。
9.根据权利要求8所述的无线射频系统，其特征在于，
所述负载选自以下一种或多种：
光敏电阻类传感器、热敏电阻类传感器、震动电阻类传感器、气压差分电阻式传感器、压力差分式电阻传感器、含水量电容式传感器以及湿度电容式传感器。
10.根据权利要求8所述的无线射频系统，其特征在于，还包括：天线。
技术总结