[实用新型]一种宽供电范围的模块化无线电能传输系统

说明书

本实用新型提出了一种宽供电范围的模块化无线电能传输系统，包括：包括：发射端、导电平板和多个接收端；所述发射端通过磁耦合谐振式无线电能传输的方式为接收端提供电能支持；所述多个功率发射线圈以矩形阵列形式排布于导电平板上方。所述发射端包括：横轴直流电源模块、横轴电能处理模块、N个横轴发射端串联谐振电容、N个横轴功率发射线圈、纵轴直流电源模块、纵轴电能处理模块、N个纵轴发射端串联谐振电容、N个纵轴功率发射线圈；N≥1且N为整数；所述接收端包括：功率接收线圈、接收端串联谐振电容、整流稳压模块。本实用新型提高无线充电区域，能够对多组负载同时提供高效、快速、稳定的无线电能支持。

技术领域

本实用新型属于无线供电技术领域，尤其涉及一种宽供电范围的模块化无线电能传输系统。

背景技术

现有的无线电能传输技术至少包括以下五个方向：电磁感应式、电磁共振式、微波式、超声波式及激光式。其中，磁耦合谐振式无线电能传输技术(WPT)的原理是与音叉的共振原理相同：排列在一个磁场中的有相同振动频率的线圈，由于其振动频率特性相同也可以实现能量从一个线圈向另一个线圈的电能传输；特点是传输距离较远、可实现一对多传能，但传输效率偏低，适用于中等功率的中等距离传输。

现有的商业化的磁耦合谐振式无线电能传输技术通常具有较低的无线充电自由度，难以同时为多个电能接收线圈提供无线充电服务。为此，提出一种能够为多个小型电气设备同时提供高自由度无线充电服务的WPT系统是十分重要的。

实用新型内容

本实用新型需要解决的问题是，设计一套供电稳定、易于使用维护、成本低廉、宽供电范围的模块化无线电能传输系统，为无线电能传输系统在商业化、模块化的多负载应用提供更为明确的指导。

本实用新型所采用的技术方案是，一种宽供电范围的模块化无线电能传输系统，包括：发射端、导电平板和多个接收端；

所述发射端通过磁耦合谐振式无线电能传输的方式为接收端提供电能支持；所述多个功率发射线圈以矩形阵列形式排布于导电平板上方。

作为优选，所述发射端包括：横轴直流电源模块、横轴电能处理模块、N个横轴发射端串联谐振电容、N个横轴功率发射线圈、纵轴直流电源模块、纵轴电能处理模块、N个纵轴发射端串联谐振电容、N个纵轴功率发射线圈；N≥1且N为整数；

所述N个横轴功率发射线圈以W行H列的横轴矩阵形式排布于所述导电平板上方，构成横轴功率发射线圈矩阵，N＝W*H；所述横轴矩阵每行中任意两个横轴功率发射线圈通过所述横轴发射端串联谐振电容连接；所述横轴矩阵第m(m∈[1,W-1])行中，若m为奇数则所述横轴矩阵第m行第H列的横轴功率发射线圈与所述横轴矩阵第(m+1)行第H列的横轴功率发射线圈通过所述横轴发射端串联谐振电容连接；若m为偶数则所述横轴矩阵第m行第1列的横轴功率发射线圈与所述横轴矩阵第(m+1)行第1列的横轴功率发射线圈通过所述横轴发射端串联谐振电容连接；

所述横轴直流电源模块与所述横轴电能处理模块连接；所述横轴电能处理模块与所述横轴矩阵第1行第1列的横轴功率发射线圈通过横轴发射端串联谐振电容连接；

所述N个纵轴功率发射线圈以W行H列的纵轴矩阵形式排布于所述导电平板上方，构成纵轴功率发射线圈矩阵，N＝W*H；所述纵轴矩阵每行中任意两个纵轴功率发射线圈通过所述纵轴发射端串联谐振电容连接；所述纵轴矩阵第m(m∈[1,W-1])行中，若m为奇数则所述纵轴矩阵第m行第H列的纵轴功率发射线圈与所述纵轴矩阵第(m+1)行第H列的纵轴功率发射线圈通过所述纵轴发射端串联谐振电容连接；若m为偶数则所述纵轴矩阵第m行第1列的纵轴功率发射线圈与所述纵轴矩阵第(m+1)行第1列的纵轴功率发射线圈通过所述纵轴发射端串联谐振电容连接；

所述纵轴直流电源模块与所述纵轴电能处理模块连接；所述纵轴电能处理模块与所述纵轴矩阵第1行第1列的纵轴功率发射线圈通过纵轴发射端串联谐振电容连接；