[发明专利]非接触式供电电路

说明书

技术领域

本发明涉及供电技术领域，更为具体地，涉及一种非接触式供电电路。

背景技术

很多的电子和电气设备都由固定的主体和活动部件组成，比如在家用电器中，有洗衣机门、冰箱门等转动部件，还有冰箱抽屉等推拉型活动部件，随着终端用户对设备的易用性和外观有了越来越高的要求，许多的控制和显示功能都集成在这些活动部件上，通常它们所需的电能主要通过特定的连线装置通过铰链用电线物理连接的方式从设备主体传输到活动部分。这样的连线装置给设备的生产装配带来了挑战，同时由于这些活动部件的相对位置在使用中会不断的发生改变，在设备的使用过程中也容易出现物理磨损从而导致一些安全、设备寿命及保养的问题。

为此，在电子和电气设备的设计中引入了非接触式传输电能的方式，其原理就是通过线圈之间的电磁耦合来实现，这样的电路通常包括电能发射端和电能接收端。发射端主要包括一个谐振电路和一个发射线圈；而接收端主要包括一个接收线圈、谐振电路、整流电路和直流变压器给负载供电。负载既可以是可充电电池，也可以是一个电能消耗装置或模块。电能通过发射端线圈和接收端的线圈之间的电场或磁场耦合实现非接触式传输，因此发射线圈和接收线圈之间的耦合方式对电能的传输起到了关键的作用。

然而，目前常规的做法是使用中让一个发射线圈和一个接收线圈之间直接对应。但是在实际的应用中，线圈的尺寸会受到安装位置和使用环境的限制，此外，一对一的线圈耦合效率也会随着线圈位置的改变而改变，这必然使得电能的传输功率和效率等也都会受到限制，而且不能满足某些应用场合的需求。

发明内容

根据上述对背景技术以及存在的技术问题的理解，为了适应不同的功率要求、不同的效率要求、性能安全要求、不同的安装环境要求等，本发明提出了一种基于多线圈匹配的非接触式供电电路，在依据本发明的不同的实现形式中分别对发射和接收线圈采用多种组合方式和相应的电路来实现。

本发明提出了一种非接触式供电电路，包括原级电路和次级电路，所述原级电路通过电磁耦合向所述次级电路传输能量，其中，所述原级电路和所述次级电路分别具有至少一个发射线圈和至少一个接收线圈且所述至少一个发射线圈和所述至少一个接收线圈法向同向或者具有第一夹角，其特征在于，所述至少一个发射线圈和所述至少一个接收线圈的数量之和大于两个。

以这样的方式，能够设置多于一个接收线圈或者多于一个发射线圈，这将能够使得接收效率或者发射效率得到提升，此外，由于能够设置多于一个接收线圈或者发射线圈，那么，单个的线圈的尺寸相对于只用一个接收线圈或者发射线圈的情形来说能够做得更小，这使得其受安装位置的尺寸的限制变小，从而能够适应不同大小的用电器的非接触式供电。

在依据本发明的一个实施例中，所述至少一个接收线圈能够相对于所述至少一个发射线圈平移运动。

以这样的方式使得依据本发明所述的非接触式供电电路能够适用于能够平移运动的物体，例如背景技术中所提及的冰箱抽屉等相对平移运动的两个物体，依据本发明所述的原级电路和次级电路分别位于相对平移运动的两个物体之上，从而使得其在移动中保持稳定的供电。

在依据本发明的一个实施例中，所述至少一个接收线圈能够相对于所述至少一个发射线圈旋转运动。

以这样的方式使得依据本发明所述的非接触式供电电路能够适用于能够旋转运动的物体，例如背景技术中所提及的冰箱门等相对旋转运动的两个物体，依据本发明所述的原级电路和次级电路分别位于相互旋转运动的两个物体之上，从而使得其在移动中保持稳定的供电。

在依据本发明的一个实施例中，所述至少一个发射线圈与所述至少一个接收线圈相间设置。以这样的方式能够确保较好的耦合，有利于改善电能传输效率。

在依据本发明的一个实施例中，所述至少一个接收线圈与所述至少一个发射线圈法向同向。以这样的方式能够确保较好的耦合，有利于改善电能传输效率。

在依据本发明的一个实施例中，所述至少一个接收线圈的法向与所述至少一个发射线圈的法向平行，并且所述至少一个接收线圈能够围绕所述至少一个发射线圈的所述法向旋转或者所述至少一个发射线圈能够围绕所述至少一个接收线圈的所述法向旋转。以这样的方式能够将依据本发明所述的非接触式供电电路应用于原级线圈绕次级线圈或者次级线圈绕原级线圈旋转的方案。

在依据本发明的一个实施例中，所述次级电路包含整流器，所述整流器被构造为将由所述至少一个接收线圈所产生的电压整流为直流电。以这样的方式能够将由次级线圈感应所产生的交流电转变为直流电，从而适应需求用直流电的用电器的需求。