[发明专利]基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统

权利要求书

1.一种基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统，其特征在于，包括：

发射模块，用于无线电能的发射；

接收模块，用于无线电能的接收；

所述发射模块为平板型结构，正面有同处一面的发射谐振线圈阵列，背面有一个激励线圈；

所述接收模块为平板型结构，正面有同处一面的接收谐振线圈、负载线圈和整流稳压集成电路，背面有多个接收寄生线圈；

由所述发射模块和接收模块组成的无线电能传输系统可以实现传输距离为50mm-150mm和传输效率大于65％的无线电能传输。

2.根据权利要求1所述的基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统，其特征在于，所述发射模块正面的发射谐振线圈均为四方螺旋环形，多个谐振线圈呈二维阵列排列；背面的激励线圈为四方环形，激励线圈的中心正对谐振线圈阵列的中心。

3.根据权利要求1所述的基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统，其特征在于，所述接收模块正面的接收谐振线圈为四方螺旋环形，负载线圈为四方环形；接收谐振线圈位于平面的外圈，负载线圈位于平面的内圈；整流稳压集成电路位于负载线圈内的空白区域处；接收模块背面的寄生线圈为缺损四方环形，其中外环、中环、内环寄生线圈分别位于平面的外圈、中圈和内圈；打孔插针将寄生线圈结构与接收谐振线圈相联接。

4.根据权利要求1所述的基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统，其特征在于，所述接收模块添加了整流稳压集成电路，可稳定输出5V-12V直流电压；系统接收端可用于便携式电脑、平板电脑、LED照明设备、音箱、移动通信终端和小型消费电子产品的无线充电或持续电能供给。

5.根据权利要求1所述的基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统，其特征在于，所述发射模块既可以采用矩形设计也可以采用方形设计，其中矩形设计是指发射模块印刷电路板为矩形的设计，方形设计是指发射模块印刷电路板为方形的设计。

6.根据权利要求5所述的基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统，其特征在于，所述发射模块采用矩形设计时，所述发射模块的几何参数和电气参数如下：

发射端所处的矩形印刷电路板的长度Lr为210mm；

发射端所处的矩形印刷电路板的宽度Hr为100mm；

发射端谐振线圈201中微带线的宽度Wr2为6.0mm-6.6mm；

发射端谐振线圈单元的中心到其最外沿的距离Rl为50mm；

发射端谐振线圈单元的中心到其最内沿的距离Rm为23mm-25mm；

发射端谐振线圈单元中相邻微带线之间的间距S2为3mm-4mm；

发射端两相邻谐振线圈单元之间的间距SG为10mm；

激励线圈203的长度Ll2为152mm-156mm；

激励线圈203的宽度Hl2为42mm-45mm；

激励线圈203中微带线的宽度Wl2为1mm-3mm；

发射端谐振电容值为150pF。

7.根据权利要求5所述的基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统，其特征在于，所述发射模块采用方形设计时，所述发射模块的几何参数和电气参数如下：

发射端谐振线圈401中微带线的宽度W4为3.5mm-4.5mm；

发射端中心点到谐振线圈401最外沿之间的距离R5为105mm；

发射端中心点到激励线圈最外沿的距离R4为70mm-75mm；

发射端谐振线圈单元的中心到其最外沿的距离R3为100mm；

发射端谐振线圈单元中相邻微带线之间间距Sm为4.5mm-5.5mm；

发射端两相邻谐振线圈单元之间的间距Sg为10mm；

激励线圈中微带线的宽度W3为7mm-10mm；

发射端谐振电容值为120pF。

8.根据权利要求1所述的基于磁谐振耦合的磁场均衡分布型无线电能传输系统，其特征在于，所述接收模块根据应用需求，采用不同尺寸、设计的接收谐振线圈、负载线圈和不同型号、规格的整流稳压芯片，以应用于便携式电脑、平板电脑、LED照明设备、音箱、移动通信终端和小型消费电子产品的无线充电和电能供给。