[实用新型]一种具有多接收端的磁谐振式无线电能传输装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无线能量传输技术领域，特别是涉及一种具有多接收端的磁谐振式无线电能传输装置。

背景技术

随着科技的发展与进步，不管是家庭用电设备还是个人电子产品都在急剧的增长，这其中永远都摆脱不了的一个问题就是供电、充电的问题。传统的充电方法是通过有线的方式从电网取电传输至用电设备，随着用电设备的增多，各设备的充电线路相互缠绕，十分影响环境美观和用户体验，造成使用的不便。

无线能量传输技术是当前最活跃的研究方向之一，由于其方便可靠，安全高效的特点，在小型电子设备、电动交通工具、植入性医疗、智能家居等方面具有非常广阔的应用前景和发展空间。无线能量传输装置包括发射线圈和接收线圈，其工作原理是：发射线圈将高频电信号转化为磁场能量并在一定空间内均匀分布，接收线圈在此空间范围内感应耦合到磁场能量将产生高频感应电动势，后端通过整流稳压器为负载设备提供电能，进而完成无线电能传输。它是完全地通过无线的形式实现能量的传输取代了传统充电领域的电线，没有了线路的牵绊与束缚，使用更加方便。

现在的无线充电装置只能满足于一对一的使用的场合，在具有多个终端的时候，一对一的无线充电装置表现除了巨大的局限性。即使是具备一对多的无线充电装备也没有研究在具有多个相同接收端的时候如何做到总体效率最大，多个接收端的效率均衡化和接收端不同姿态时充电的变化情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于解决现有技术一对一的无线充电装置在要求多个接收设备同时充电时表现出的局限性，以及一对多个相同接收端时何如保证功率的均匀分配而提供一种具有多接收端的磁谐振式无线电能传输装置。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用如下技术方案：一种具有多接收端的磁谐振式无线电能传输装置，包括：发射端与接收端；其特征在于：所述的发射端是由第一介质基板、印制在第一介质基板上表面的第一电路组合结构、印制在第一介质基板下表面的直金属条以及贯穿第一介质基板的两个金属化通孔组成；所述的接收端是由第二介质基板、印制在第二介质基板上表面的第二电路组合结构、印制在第二介质基板下表面的直金属条以及贯穿第二介质基板的两个金属化通孔组成。所述的接收端个数为N,N为大于等于1的整数，任意一个接收端平行正对放置在发射端上方时即可高效率接收由发射端提供的无线电能；任意一个接收端垂直放置时停止无线电能的接收。

进一步的，所述的第一电路组合结构由输入端口、辐射线圈、第一谐振匹配电容以及第二谐振匹配电容组成；所述的辐射线圈呈平面矩形螺旋结构，其始端和末端通过金属化通孔分别与直金属条的始端和末端相连构成闭合回路；所述的第一谐振匹配电容串联在输入端口与辐射线圈之间；所述的第二谐振匹配电容通过两个倒L型金属枝节并联在输入端口的两端；所述的第二电路组合结构由输出端口、接收线圈、第三谐振匹配电容以及第四谐振匹配电容组成；所述的接收线圈呈平面矩形螺旋结构，其始端和末端通过金属化通孔分别与直金属条的始端和末端相连构成闭合回路；所述的第三谐振匹配电容串联在输出端口与接收线圈之间；所述的第四谐振匹配电容通过两个倒L型金属枝节并联在输出端口的两端。

进一步的，所述的接收端相邻之间的间距大于其自身长度的五分之一；所述的发射端的长度和宽度大于N个接收端的总长度和总宽度。

综上所述，本实用新型的一种具有多接收端的磁谐振式无线电能传输装置，通过合理优化的发射端线圈布局，在发射线圈上方产生均衡的磁场。当多个接收端同时并排平行放置于发射正上方时，能量可以均匀的传输到各接收端。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

(1)本实用新型提供了一种具有多接收端的磁谐振式无线电能传输装置，发射线圈与接收线圈采用单线圈结构，各端只需两颗电容即可实现电路的谐振与收发链路的匹配，具有设计简单，成本低的优点。

(2)本实用新型采用磁谐振耦合技术，发射端与接收端谐振于相同频率，可以同时对多个接收端供电，且各接收端的充电效率一致，当接收端增多时，装置的传输总效率会升高，接收端位置在发射端磁场覆盖范围内可灵活移动。

本实用新型的目的、特征及优点将结合实施例，参照附图作如下进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图。

图2是本实用新型的发射端结构展开示意图。

图3是本实用新型的接收端结构展开示意图。

图4是本实用新型工作于13.56MHz时多接收端的传输效率图。

具体实施方式