[发明专利]一种基于蜂窝式耦合机构的无线能量传输装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种基于蜂窝式耦合机构的无线能量传输装置。

背景技术

随着科技的进步，电子设备与我们的生活息息相关，几乎所有电子设备的运行，都离不开各种的能量传输装置。

目前，大部分的电能依旧是利用传统的电缆、电线来进行传输。这种电能传输方式已经十分完善，但是由于传输电线的存在，有时候会造成诸多不便。

目前典型的无线能量传输为电磁辐射式或磁感应耦合式。电磁辐射式无线量传输是将电能转化为微波来传输，能实现较大范围的电能传输。但这种传输方式传输效率低，功率小，而且容易被障碍物阻挡。磁感应耦合式电能传输技术是基于电磁耦合变压技术，与接触式能量传输方式相比，磁感应耦合式电能传输可以有效避免污垢对器件造成的不利影响，降低维修保养费用，同时有利于系统的机械运动。但是磁感应耦合式的能量传输不能穿过金属介质，因此会出现金属阻断的问题，利用磁场作为能量传递的媒介会产生电磁干扰，对外部电路造成不利影响，甚至会危害人类的健康，加上功率损耗较高，因而利用范围较窄。

发明内容

本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种基于蜂窝式耦合机构的无线能量传输装置，其可以最大限度地减少由于极板的移动而造成的电能损失，因而接收端可以更大面积地捕获发射端电容板输送的电能。

为实现上述目的，本发明所涉及的一种基于蜂窝式耦合机构的无线能量传输装置，包括供电电源，所述供电电源的输出端与高频逆变电路输入端连通，所述高频逆变电路的输出端与耦合机构的输入端连通，所述耦合机构的输出端与整流电路的输入端连通，所述整流电路的输出端与负载的输入端连通。

进一步地，所述高频逆变电路的输出端与调谐电路的输入端连通，所述调谐电路的输出端与耦合机构的输入端连通。这样的结构可以通过调谐电路调节电感实现动态调谐，当耦合电容发生改变时，调谐电感也发生改变，使系统始终工作在谐振状态。

进一步地，所述耦合机构包括发射电容板和接收电容板，所述调谐电路的输出端与发射电容板连通，所述接收电容板与整流电路的输入端连通。

更进一步地，所述发射电容板和接收电容板均由六边形电容板紧密拼接而成。这样，在发生转动的情况下也能使电能传输变化更为平缓，传输的电能达到最大。

进一步地，所述整流电路包括桥式整流器，所述桥式整流器设置在六边形电容板上，所述接收电容板上设有A侧直流母线和B侧直流母线，所述桥式整流器的两个输出端分别与A侧直流母线和B侧直流母线连通。

进一步地，所述A侧直流母线和B侧直流母线的输出端均与负载连通。

作为优选项，所述发射电容板为PVC材料制成。PVC材料作为电介质成本低、易获取且击穿场强高。

作为优选项，所述整流电路的二极管型号选用更适于高频电路的bav99。bav99的开关时间比一般二极管短，适用于高频电路。

本发明的优点在于：其使用蜂窝式耦合机构，发射电容板和接收电容板发生相对位移时，电容板的有效耦合面积变化更为平缓，从而使耦合面积达到最大化，使系统的传输性能最高，用最小的成本实现最大效益。通过调节电感实现动态调谐，当耦合电容发生改变时，调谐电感也发生改变，使系统始终工作在谐振状态。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为耦合机构的结构示意图；

图3为接收电容板的电路示意图；

图4为调谐电路的拓扑图。

图中：供电电源1、高频逆变电路2、耦合机构3(其中：发射电容板3.1、接收电容板3.2、六边形电容板3.3)、整流电路4(其中：桥式整流器4.1、A侧直流母线4.2、B侧直流母线4.3)、负载5、调谐电路6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：