[实用新型]共振衍生环

说明书

技术领域

本发明是一种在电磁共振中，位于发射线圈与接收线圈之间的用于能量传递的LC谐振环，称之为共振衍生环。

背景技术

共振衍生环在电磁共振中具有接力或桥梁的作用，它不但可以增强电磁共振的传输功率，加大电磁共振的距离，还能改变电磁共振传递的方向。

在已有专利“共振衍生环201020523538.8”中，共振衍生环的结构形式单一，耦合方式单调，能量分布密度有限，承受电压低，共振幅度不可控等，这些问题严重影响了它在实际应用的针对性和灵活性。

本发明从实际出发，全面解决了上述问题。

发明内容

本发明所示的共振衍生环，是在电磁共振中介于发射线圈与接收线圈之间的相对独立的LC谐振环，它吸收来自发射线圈的能量后产生共振，再将能量发射出去，其特征是：共振衍生环是由一个等效电感L和一个等效电容C串联而成的封闭的谐振环，即等效电感L的两端分别与等效电容C的两个电极相连，组成一个LC谐振回路，这个串联回路的谐振频率与发射线圈的工作频率即发射频率相同，与接收线圈的谐振频率即接收频率也相同，回路工作于共振状态；共振衍生环在物理上是相对独立的，没有导线与发射电路相连，也没有导线与接收电路相连；共振衍生环的作用是：传递能量，实现能量的接力效应。

共振衍生环的组成形式：

等效电容包括：单独一个电容；两个和两个以上电容按串联、并联，甚至混联形成的电容；

等效电感包括：单独一个电感；两个和两个以上电感按串联、并联，甚至混联形成的电感；

电感包括空心线圈、绕在骨架上和磁芯上的线圈；

因此，共振衍生环的组成就有多种形式，可常用的形式如下：

1，基本LC形式：即一个电感与一个等效电容首尾串联，形成一个封闭的谐振环；

2，C-L-C形式：一个电感与两个等效电容依次串联，形成一个封闭的谐振环；

3，L-C-L形式：两个电感与一个等效电容依次串联，形成一个封闭的谐振环；

4，L-L-C-C形式：两个电感串联后，与两个串联的电容再串联，形成一个封闭的谐振环；

5，L-C-L-C形式：一个电感与一个等效电容串联后，与另一个电感串联，再与另一个等效电容串联，形成一个封闭的谐振环。

其它形式，不能一一枚举。

共振衍生环的耦合形式：共振衍生环是相对独立的封闭回路，它与发射线圈和接收线圈的耦合分为：

1，自由耦合：共振衍生环与发射线圈及接收线圈之间。没有导线连接，也没有磁芯耦合，中间介质可以是：真空、空气、水及其它非金属材料。

2，共振衍生环与发射线圈通过磁芯耦合，即共振衍生环上的至少一个线圈与发射线圈绕在同一个磁芯上：可用于并联型发射回路，以提高发射功率和效率。

3，共振衍生环与接收线圈通过磁芯耦合，即共振衍生环上的至少一个线圈与接收线圈绕在同一个磁芯上：可用于串联型接收回路，以提高接收功率和效率。

共振衍生环的控制：

通过对共振衍生环的控制，可以有效地调节能量的传递量，实现合理利用电能，实现的方法是：将共振衍生环的某个结点断开，在断开处串联一个电子开关，这个开关接通时，共振衍生环工作，断开时，共振衍生环停振。控制形式有：

1，外部控制：从共振衍生环的外部提供一个电压给电子开关，来控制共振衍生环的工作状态。

2，内部控制：从共振衍生环的任意两点取出一部分电，给电子开关使用，并对这两点电压进行比较，当电压超过设定值时，电子开关断开，共振衍生环停振，电子开关接通，共振衍生环工作。

共振衍生环的能量的输出：

共振衍生环可以当作谐振终端使用。共振衍生环是一个能量的接力环，它的任何两点均有负载能力，必要时，可以从共振衍生环上取出一些能量，提供给某个负载使用，共振衍生环上的任意两个连接点都可以输出电能，有区别的是，不同的连接点，其电压和电流有区别；如果是交流型负载，如白炽灯泡，可以直接连接在共振衍生环上使用，如果负载是直流型负载，则需要整流、滤波甚至稳压后给负载供电。

本发明的有益效果：

本发明提供了多种共振衍生环的实现方式，并能有效地的控制和输出共振衍生环上的能量，提高了基于电磁共振的无线供电的功率、效率和距离，可广泛应用于工业、农业甚至日常工作中的非接触式无线供电。

附图说明

附图1是共振衍生环的基本组成原理图。

附图2A-2D是共振衍生环四种组成形式原理图。