[发明专利]一种应用于磁共振无线电能传输装置的发射端

说明书

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，具体涉及一种应用于磁共振无线电能传输装置的发射端。

 

背景技术

无线充电技术是未来充电技术的发展方向，无线充电对未来的充电技术的发展来说意义重大。自动无线充电技术能有效解决传统接触式充电易磨损，易触电， 多次插拔后可能造成电能传输不可靠等问题。

目前的无线电源充电装置主要基于两种方法：感应耦合和磁共振。感应耦合式是在近距离下，利用发射线圈和接收线圈之间的磁场耦合效应来传递能量。这种传输方式有距离短，传输能量小的特点，技术比较成熟。磁共振方法已被广泛用于信号传输，但是它在电能传输中的应用报道较少，磁共振方式相对于感应耦合式，由于采用磁共振线圈选择性传能，使得周围人体及其他物体接收到的辐射也大为减少，降低了对周围环境的影响；同时使得线圈偏移对能量传输的影响减弱，传输距离和传输效率都有了很大提高。

磁耦合谐振式无线电能传输方式目前是前景最为广阔的一种无线电能传输方式，利用发射端的共振线圈和接收端的共振线圈之间的共振方式来传递能量。典型的磁共振模式无线电能传输系统中，输入电源经过能量变换后由初级发射线圈进行电磁变换，初级共振环节感应到此磁场能量后把能量以无线方式传递到次级共振环节，接收线圈感应到次级共振环节的能量后进行磁电变换，变换后的电能经过调理供用电设备使用。这种方式发射线圈和共振线圈之间依靠短距离感应耦合的方式传递能量，损耗比较大。有的磁共振模式无线电能传输系统没有发射线圈，把输入电源与共振线圈直接连接起来，这种方式没有将电源和共振线圈隔离，给共振线圈回路的参数调整带来困难。

 

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种应用于磁共振无线电能传输装置的发射端。

本发明所采用的技术方案是：一种应用于磁共振无线电能传输装置的发射端，包括发射线圈、铁芯和共振线圈，其特征在于：所述的铁芯为环状，所述的发射线圈缠绕在所述的铁芯上，作为感应耦合部分的一次测绕组；所述的共振线圈的首端和尾端均延伸出一段导体后连接，该连接处也作为感应耦合部分的二次侧绕组；所述的铁芯套设在所述的共振线圈首位端连接处；所述的发射线圈产生交变的磁场，通过铁芯在共振线圈的首尾端连接处上感应出同样频率的交变电流，从而使发射线圈与共振线圈之间通过铁芯以感应耦合的方式传递能量，该电磁能量在共振线圈中产生同样频率的交变磁场，从而向接收端传输能量。

作为优选，所述的发射线圈呈螺线形或者螺线环形缠绕在铁芯上。

作为优选，所述的发射线圈的数量和单个发射线圈的匝数根据实际应用情况确定。

作为优选，所述的铁芯的形状为圆环、空心圆柱或其他可以构成磁路的形状。

作为优选，所述的铁芯的采用的是导磁材料制作而成。

作为优选，所述的导磁材料为硅钢片。

作为优选，所述的共振线圈的形状和匝数根据磁场分布的要求确定。

作为优选，所述的铁芯有若干个，并且均匀地套设在所述的共振线圈首位端连接处，所述发射线圈有若干个，分别缠绕在每个铁芯上，并且根据接入电源不同，发射线圈之间采取串联方式或者并联方式连接。

作为优选，所述的共振线圈上，在首尾端连接处以外套设有铁芯，用于提供来自发射线圈的电能。

作为优选，所述的铁芯和自发射线圈不止一个，使得产生的磁场更加均匀。

本发明具有如下优点：

1、由于发射线圈和共振线圈之间采用带有铁芯的感应偶和方式传输能量，相比于传统的发射线圈与共振线圈并列放置方式，降低磁路磁阻从而减小了损耗，有效提高能量传输效率；

2、相比于传统的电源直接与共振线圈连接的方式，实现了电源与共振线圈的隔离，使得共振线圈的参数易于调整，共振线圈在不同的传能系统中更加通用；

3、由于实际充电情况需要无线电能传输系统提供不同大小的电压和电流，本发明的结构能够在不改变电源和共振线圈规格的前提下，通过改变发射线圈的个数和单个线圈的匝数，较为容易地实现不同工作电压电流之间的转换。

 

附图说明

图1：本发明第一实施例的结构示意图。

图2：本发明应用于无线电能传输系统的原理图。

 

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

第一实施例：