[发明专利]无线充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线能量传输技术领域，特别是涉及一种无线充电系统。

背景技术

现有技术中，无线充电在近场通过磁场耦合的方法，或者在远场通过收发天线间电磁波发射－传输－接收的方法。但近场磁场耦合的方法所用线圈尺寸大，传输效率低；远场电磁波传输的方法成本高，且受外界环境的影响大。

经对现有技术的文献检索发现，2007年6月份André Kurs等人在Science（微波与光技术快报）317卷发表了“Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances (通过强磁耦合的无线功率传输)”提出了可在10.56MHz实现超过2m距离以上的功率传输，传输效率40%， 但收发两个线圈直径均达到60cm，效率低，作用距离短，很难在实际中用于小型无线终端的充电。

发明内容

本发明的目的在于上述克服现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种能在低频时实现高传输效率的无线充电系统，该系统具有小型化，高传输效率的优点。

本发明的基本原理如下：

首先，在低频近场的传输环境，采用两个并联的无线传输通道，其中第一个传输通道采用磁场耦合的方式传输能量；第二个通道采用电场耦合的方式实现无线传输能量。这样，在不增加体积的情况下，使得整个传输通道的效率有很大提高。

第一个通道发射采用一个发射线圈，接收采用一个接收线圈,两个线圈之间通过磁场耦合形成一个很强的互感，从而传输电磁能量。

第二个通道采用平板电容来实现，发射端接平板电容的一极，接收端接平板电容的另一极，电容的两个极板间形成感应电场，从而传输电磁能量。

本发明是通过以下技术方案实现的：信号源（发射机）通过发射端同轴电缆链接到发射线圈两个接头，其中，发射线圈一个接头接发射端同轴电缆内导体，发射线圈另一个接头接发射端同轴电缆外导体，发射端同轴电缆外导体接地。

接收线圈的两个接头通过接收端同轴电缆分别和接收机（或者储能元件，或者耗能元件）的两端相连，其中，接收线圈一个接头接接收端同轴电缆内导体，接收线圈另一个接头接接收端同轴电缆外导体，接收端同轴电缆外导体接地。

所述的发射线圈是由导线绕制成的多匝圆环，圆环的间隔很小。所述的接收线圈是由导线绕制成的多匝圆环，圆环的间隔很小。发射线圈和接收线圈在空间上间隔一定的距离，相对的平行放置，使得发射线圈通电时所产生的磁力线尽可能多的通过接收线圈即可。

同时，从信号源（发射机）引出的发射端同轴电缆的内导体连接到平行板电容的第一个电极板上；从接收机（或者储能元件，或者耗能元件）引出的接收端同轴电缆的内导体连接到平行板电容的第二个电极板上。

平板电容的第一个电极板可以和发射线圈组合放置，平行板电容的第二个电极板可以和接收线圈组合放置，这样可以减少整体尺寸，具体的结构在下面的实施例中讨论。

在接收机（或者储能元件，或者耗能元件）端，采用整流电路，加到储能元件之前，形成直流电能。

本发明的技术效果如下：

和现有技术相比，本发明的有益效果是：由于同时采用了线圈间的互感耦合传输与平行板电容之间的电场耦合传输两种传输方式的并行，使得传输的效率得到很大提高，传输的功率容量也得到增加。

附图说明

图1是本发明无线充电系统的电路原理示意图。

图2是本发明实施例1的连接示意图。

图3是本发明实施例2的线圈与电容的组合方式示意图。

图4是本发明实施例3的线圈与电容的组合方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图1、图2所示，本实施例包括：发射信号源1，平板电容第一电极板2，平板电容第二电极板3，储能模块4，接收端同轴电缆5，接收线圈6，发射线圈7，发射端同轴电缆8。

发射机1与发射端同轴电缆8连接，发射端同轴电缆8的另一端的内导体和发射线圈7的一个接头连接，发射端同轴电缆8的外导体和发射线圈7的另一个接头连接。

发射端同轴电缆8的内导体还和平板电容第一电极板2连接。

发射端同轴电缆8的外导体接地。