[发明专利]一种平面无线电力传输系统的共振无功屏蔽方法及系统

说明书

本发明涉及一种平面无线电力传输系统的共振无功屏蔽方法及系统，该方法包括：在无线电力传输系统的线圈外围设置屏蔽线圈，屏蔽线圈中设置有用于调节屏蔽线圈容值的匹配电容；利用无线电力传输系统的线圈自身产生的漏磁场在屏蔽线圈中产生感应电压，从而在屏蔽线圈中产生电流；调整屏蔽线圈的大小以及匹配电容的容值，使流经屏蔽线圈中的电流产生与漏磁场相反方向的消除磁场，所述消除磁场与所述漏磁场相互抵消，从而减小漏磁场。本发明所提出的平面无线电力传输系统的共振无功屏蔽系统，结构简单，附加的源极屏蔽线圈和负载屏蔽线圈尺寸小且都为无源元件，可忽略的功率传输效率的降低，可以应用于其他移动应用中。

技术领域

本发明涉及无线电力传输领域，具体涉及一种平面无线电力传输系统的共振无功屏蔽方法及系统。

背景技术

无线电力传输(WPT)是将电力从电源传输到负载而不使用电导体，传输功率无需导电电缆的过程具有悠久的历史，从NikolaTesla(尼古拉特斯拉)开始，但实际WPT应用的大部分技术进步已经在近几年发生，虽然WPT技术的移动设备越来越受欢迎，但WPT系统产生的电磁场(EMF)解决上存在着以下缺点：

1.对用户的安全构成潜在危险：发射和接收线圈产生的EMF在体内产生电流和热量，可导致神经，肌肉和组织受到刺激，以及中枢神经系统的变化。

2.现有屏蔽方法冗余大：许多屏蔽方法满足关于WPT系统的EMF泄漏的规定，包括使用铁磁材料，导电屏蔽和主动取消，但是，这些屏蔽方法通常需要增加空间，重量，成本和功耗。

发明内容

为解决上述技术问题，作为本发明的一方面，提供一种平面无线电力传输系统的共振无功屏蔽方法，包括以下步：

步骤1，在无线电力传输系统的线圈外围设置呈闭环的屏蔽线圈，所述屏蔽线圈中串联有用于调节屏蔽线圈容值的匹配电容；

步骤2，利用无线电力传输系统的线圈自身产生的漏磁场在屏蔽线圈中产生感应电压，从而在屏蔽线圈中产生电流；

步骤3，通过调整屏蔽线圈的大小以及匹配电容的容值，使流经屏蔽线圈中的电流产生与漏磁场相反方向的消除磁场，通过所述消除磁场抵消所述漏磁场。

进一步地，所述无线电力传输系统的线圈包括源极线圈和负载线圈，所述屏蔽线圈包括呈闭环的源极屏蔽线圈和呈闭环的负载屏蔽线圈，所述源极屏蔽线圈设置于所述源极线圈的外围，所述负载屏蔽线圈设置于负载线圈的外围，所述源极屏蔽线圈和负载屏蔽线圈中均串联有用于调整对应线圈容值的匹配电容；

所述源极线圈和负载线圈中产生的漏磁场在源极屏蔽线圈和负载屏蔽线圈中产生感应电压，通过所述感应电压在源极屏蔽线圈和负载屏蔽线圈中产生电流；

通过调整源极屏蔽线圈和负载屏蔽线圈的大小以及对应匹配电容的容值，使流过源极屏蔽线圈和负载屏蔽线圈中的电流产生与漏磁场相反方向的消除磁场，所述消除磁场抵消所述源极线圈及负载线圈中产生的漏磁场。

进一步地，所述源极屏蔽线圈与所述源极线圈共心共面，所述负载屏蔽线圈与所述负载线圈共心共面。

进一步地，所述调整匹配电容的容值具体为：

调整源极屏蔽线圈的匹配电容的大小，使源极屏蔽线圈中的电容的阻抗小于源极屏蔽线圈中的电感的阻抗；

调整负载屏蔽线圈的匹配电容的大小，使负载屏蔽线圈中的电容的阻抗小于负载屏蔽线圈中的电感的阻抗。

进一步地，所述源极线圈的电流和负载线圈的电流相位相差90度。

作为本发明的一方面，提供一种平面无线电力传输系统的共振无功屏蔽系统，包括无线电力传输系统和呈闭环的屏蔽线圈，所述屏蔽线圈设置于无线电力传输系统的线圈外围，所述屏蔽线圈中串联有用于调节屏蔽线圈容值的匹配电容；