[发明专利]无线电力传输装置

说明书

本发明公开一种无线电力传输装置，包括：第一线圈；和第二线圈，与所述第一线圈电磁耦合且不接触，其中，所述第一线圈和所述第二线圈中的一个线圈的至少一部分穿过由另一个线圈所限定的空间的至少一部分。在本发明中，由于发射线圈和接收线圈中的一个线圈穿过另一个线圈，因此，能够提高两个线圈之间的电磁耦合强度，而无需通过增大线圈的尺寸来提高两者之间的耦合强度。

技术领域

本发明涉及一种通过电磁耦合来实现电力的无线传输的无线电力传输装置。

背景技术

在电子与电气设备中，控制部件和驱动部件所需的电能主要是通过外部接线或内置电池获得，设备内部电能的传输也主要是靠电力线物理连接的方式传输，因此，在一些运动部件区域，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无线传输电能的方式，即在一些关键部位使用线圈组耦合的方式实现能量的非接触式传输，如图1所示。

图1显示了一种传统的无线电力传输装置。该无线电力传输装置包括容纳在第一壳体3中的第一螺旋线圈(例如，为发射线圈)1和容纳在第二壳体4中的第二螺旋线圈(例如，为接收线圈)2，第一螺旋线圈1与第二螺旋线圈2在它们的中心轴线的方向上相互分离开预定距离，两个线圈的端面平行，各自形成的空间不相交，各自独立。这两个线圈通过电磁耦合，从而实现电力在第一螺旋线圈1与第二螺旋线圈2之间的无线传输。

但是，在实际的无线电力传输方案设计过程中，这样的线圈配合结构对某些性能的实现带来困难。比如，有时候要求安装在运动部件内的电力接收线圈在一定运动范围内需要保持恒定的电压、电流或功率等电气特性，图1所示的分离耦合方式很难做到这一点。并且，由于两个线圈在空间耦合距离上分离独立，其耦合强度小，并且有效耦合距离也很短，一般为10mm以内，为了获得更强的电磁耦合和更远的耦合距离，需要加大线圈的直径和厚度，导致线圈的尺寸过大。

发明内容

为了满足小尺寸、强耦合和在一定运动范围内耦合恒定的要求，本申请的发明人提供了一种新的解决方案，就是对关键部件的发射线圈和接收线圈采用特殊的配合方式。

本发明的一个目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

本申请的发明人研究后发现，发射线圈和接收线圈采用嵌套配合方式可以获得较高的电磁耦合，从而保证从发射线圈到接收线圈高效率的传输功率。这里的嵌套配合方式是指：发射线圈和接收线圈中的一个线圈的至少一部分穿过由另一个线圈所限定的空间的至少一部分，嵌套式的两个线圈不接触，但两个线圈所限定的空间至少部分地相交重叠，两个线圈的中心轴线可以平行，可以垂直，可以是其他任意角度相交。而且，两个线圈的嵌套配合方式可以很容易的推广到多个线圈的互相嵌套配合。

本发明的一个目的在于提供一种无线电力传输装置，该无线电力传输装置中的线圈的尺寸小且线圈之间的电磁耦合强度高，并且在一定的活动范围内线圈之间的电磁耦合强度基本恒定。

根据本发明的一个方面，提供一种无线电力传输装置，包括：第一线圈；和第二线圈，与所述第一线圈电磁耦合且不接触，其中，所述第一线圈和所述第二线圈中的一个线圈的至少一部分穿过由另一个线圈所限定的空间的至少一部分。

根据本发明的一个实施例，所述第一线圈限定一个空间，且所述第一线圈的中心轴线穿过该空间；并且所述第二线圈经由所述空间穿过所述第一线圈。

根据本发明的另一个实施例，所述第一线圈的中心轴线与所述第二线圈的中心轴线平行。

根据本发明的另一个实施例，所述第一线圈的中心轴线与所述第二线圈的中心轴线垂直。