[发明专利]一种三维全向无线电能传输发射装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三维全向无线电能传输发射装置，包括碗状线圈载具，线圈载具内安装有通电后能够产生三维全向磁场的线圈集，线圈集包括周向安装在线圈载具内壁的线圈a、线圈b、线圈c、线圈d，以及安装在线圈载具底部的线圈e，线圈a和线圈c串联，且对称设置；线圈b和线圈d串联，且对称设置；线圈a、线圈b和线圈e分别连接有能将直流电转化为高频交流电的发射级电路。本发明还公开了一种三维全向无线电能传输发射装置的制备方法，通过本发明方法制备的装置能在线圈载具内产生分布均匀的三维全向磁场，使线圈载具内的平面接收线圈实现接收级的自由定位和任意方向充电。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，涉及一种三维全向无线电能传输发射装置及其制备方法。

背景技术

无线电能传输，也称为非接触式电能传输，是指电源通过非接触的方式给用电设备供电的技术。该技术可以摆脱金属导线的束缚，实现电子设备不受空间限制的电能供给，而且具有不需要接插环节、无导线裸露、无触电漏电等优势，从而被广大工程师和学者关注并大力倡导。

目前无线电能传输技术可以分为三种：第一种是辐射式无线电能传输，利用电磁波相关原理；第二种是感应式无线电能传输(IPT)，利用电磁感应原理，这种非接触式无线电能传输技术目前已经比较成熟，但是传输距离很短，几乎是贴在一起；第三种是磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WPT)，利用电磁耦合谐振原理，两个靠近的谐振线圈相互耦合，把电能从发射线圈传输至接收线圈。

随着无线电能传输技术的发展，人们也对无线电能传输技术提出更高的要求。目前用于无线电能传输的线圈大多数都是单一方向传输电能，单一方向传输电能要求发射线圈和接收线圈必须对准，否则效率就会急剧下降甚至为零，这一特点使得目前的无线电能传输技术在实际运用中受到很大限制。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种三维全向无线电能传输发射装置，能够实现磁耦合谐振无线电能多方向传输。

本发明的另一个目的是提供一种三维全向无线电能传输发射装置的制备方法。

本发明所采用的第一技术方案是，一种三维全向无线电能传输发射装置，包括碗状线圈载具，线圈载具内安装有通高频交流电后能够产生三维全向磁场的线圈集，线圈集包括周向安装在线圈载具内壁的线圈a、线圈b、线圈c、线圈d，以及安装在线圈载具底部的线圈e。

本发明的技术特征还在于，

线圈a和线圈c对称设置，线圈a和线圈c串联，线圈a连接有能将直流电转化为高频交流电的发射级电路a。

线圈b和线圈d对称设置，线圈b和线圈d串联，线圈b连接有能将直流电转化为高频交流电的发射级电路b。

线圈e连接有能将直流电转化为高频交流电的发射级电路c。

发射级电路a包括与线圈a一端连接的电容C_p，电容C_p分别连接有电容C_r和电感L_r，电容C_r自由端与线圈a连接，电感L_r自由端分别连接有氮化镓器件Q₃和氮化镓器件Q₄，氮化镓器件Q₃自由端分别连接有电容C_n和电感L_n，电感L_n自由端依次与氮化镓器件Q₄自由端和电容C_r自由端连接，电容C_n自由端分别连接有氮化镓器件Q₁和氮化镓器件Q₂，氮化镓器件Q₁自由端连接有电源，电源另一端依次与氮化镓器件Q₂自由端和电容C_n自由端连接。

发射级电路b和发射级电路c与发射级电路a的结构相同。