[发明专利]一种基于人工磁导体的多模式可调频无线电能传输系统

说明书

本发明涉及到一种无线电能传输系统，公开了一种基于人工磁导体的多模式可调频无线电能传输系统，包括人工磁导体、非谐振激励线圈和非谐振接收线圈，人工磁导体的上方依次设有非谐振激励线圈和非谐振接收线圈，非谐振激励线圈和非谐振接收线圈通过近磁场耦合进行无线能量传输；人工磁导体由贴片电容、方形铜贴片、镀铜孔、介质板以及底铜组成，相邻的两个方形铜贴片的间隙上加载贴片电容，底铜与方形铜贴片之间铺设有介质板。本发明多个模式，这些模式对应无线电能传输整个系统的多个工作频率。从而无线电能传输系统可以有多个高效率的工作频率。多工作频率意味着无线电能传输系统可以多频工作，调频工作。

技术领域

本发明涉及到一种无线电能传输系统，特别涉及一种基于人工磁导体的多模式可调频无线电能传输系统。

背景技术

近年来，无线传输信息的通讯业发展迅速，移动通讯可以直接无线传输大量的数据供我们使用电脑，智能设备。在已有信息通讯技术、计算机技术、互联网技术和大数据应用的基础上，物联网和人工智能将成为今后很有潜力的应用。而物联网和人工智能离不开能源供应，而物联网和人工智能对供电的便捷性提出更高的要求。我们需要的物联网和人工智能不是设备自己拿着插头去充电，还要我们去等待或多备份设备，理想的状态是他们可以及时的不受空间限制的补充能源。要实现及时无空间限制的能量补充，无线电能传输无疑是一种实用合适的解决方法。相比于传统的电线供能方式，无线电能传输有很多优势。其优势主要为便捷性、供电能力的扩展性、某些方面独有的安全性。关于便捷性，这个最为明显，用电设备不受电线长短数量、电池容量和电池充电时间等时空上的束缚，自然会灵活便捷很多。关于供电能力的扩展性，用传统方式供电成本太大、不方便或有困难，而通过无线供电可以很好的解决。如医学电子治疗设备的植入和大数量分布式无线传感微器件，关于安全性，主要体现在可以避免裸露在外的电线和接口在通电时产生电火花。

无线能量传输有多种方式，以无线传播媒质主要分为磁场耦合式、电场耦合式、电磁波耦合式、机械波耦合式。电场耦合式和磁场耦合式主要用于近距离无线电能传输，一般同样强度的场强，磁场比电场安全很多，且非辐射场比辐射场安全，故磁场耦合式无线电能传输相关内容甚广。电磁波耦合式，有微波、激光等多种无线传能方式，主要应用于远距离无线电能传输。机械波耦合式无线电能传输主要用于前三种方式不太合适的无线电能传输情况。如今磁谐振耦合式无线电能传输是最具应用价值的无线电能传输技术。无线电能传输技术的应用从大的方面要考虑到传输效率、传输距离、传输功率、安全隐患、成本等多方面的因素。而对于具体的应用细节则需要更多的技术支持。如无线电能可以传输后确实方便了，但还要考虑能源归属及能源使用权限的问题。再如，有很多谐振条件下的磁耦合式无线电能传输，则需要考虑工作环境的物体不应有金属环。尤其当一些意外物体的谐振频率等于无线电能传输系统的频率时，需要相关技术做出防护。以免意外的谐振受损、或浪费能源、或过热造成火灾。

发明内容

发明的目的在于提供一种基于人工磁导体的多模式可调频无线电能传输系统，本系统有多个模式可以同时工作或切换工作，以应对上述提到的意外谐振物体进入无线供电区域，避免意外损失，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于人工磁导体的多模式可调频无线电能传输系统，包括人工磁导体、非谐振激励线圈和非谐振接收线圈，所述人工磁导体的上方依次设有非谐振激励线圈和非谐振接收线圈，非谐振激励线圈和非谐振接收线圈通过近磁场耦合无线能量传输；

所述人工磁导体由贴片电容、方形铜贴片、镀铜孔、介质板以及底铜组成，所述方形铜贴片相互排列贴合成正方形块，相邻的两个所述方形铜贴片的间隙上加载贴片电容，所述方形铜贴片组成的正方形块和底部的底铜之间排列有镀铜孔，所述底铜与方形铜贴片之间铺设有介质板。

进一步地，所述人工磁导体示例结构大小为348mm×348mm，对于具体应用，根据所需求的大小和频段进行调节。