[发明专利]一种磁共振无线充电装置

说明书

本发明涉及一种磁共振无线充电装置，发射端包括并联连接的若干谐振发射电路以及用于驱动各谐振发射电路的电源电路，各谐振发射电路分别具有发射线圈，各发射线圈分别设置于支撑装置上且各发射线圈围设形成空间凹形曲面结构，各发射线圈分别为凹形曲面结构；谐振接收电路具有接收线圈，用于接收各发射线圈发射的电磁波；控制单元，用于当接收线圈接收到发射线圈发射的电磁波时，根据谐振接收电路的输出端的电压和电流以及电源电路输出端的电流和电压计算电能传输效率，当电能传输效率小于预设传输效率时，调节支撑装置的角度和/或位置。基于本发明的磁共振无线充电装置，降低了装置漏磁的风险、屏蔽成本，提高能源利用率，且具有高充电效率。

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，具体涉及一种磁共振无线充电装置。

背景技术

无线充电方式多种多样，但当今主流方式是通过磁耦合进行电力传输的电磁感应式与磁共振式，电磁感应式和磁共振式无线充电是通过接收及发射线圈产生的磁场，以非接触方式进行电力传输。在电压较高或电流较大的充电环境里如电动汽车，无线输电避免了人体直接和导体接触，所以更加安全；无线输电省去了复杂的接线程序或是电池更换，所以更加方便；无线充电导线内置不容易损坏可以消除电缆、连接器和插头引起的短路，所以稳定性相较于有限输电更加稳定。电磁感应式无线充电一直广泛用于电动剃须刀、电动牙刷、移动式电话等产品中，其优点在于原理及结构简单且成本较低；但是当发射线圈与接收线圈的相对位置和距离变大时，电力传输效率便会发生急速下降，因此线圈之间必须保持较近的距离，应用范围比较有限。磁共振式无线充电是在发射侧与接收侧插入电容器，形成LC谐振电路，使其发射侧与接收侧的谐振频率一致后进行电力输送的方式。这种方式的优点在于可拉大线圈的距离，可同时为多台移动设备进行无线充电。但是存在以下缺点：大功率的无线充电发射线圈将会使周边的人、动物和直播被超过标准的电磁场辐射，超过标准的电场、磁场辐射给周围的动植物体带来伤害，并且会影响电子设备的正常运行，所以目前往往需要在电磁屏蔽上花费大量的成本；另外，磁共振无线充电产品使用时需要极高的精确度，发射线圈和接收线圈之间位置、角度的变化都将显著影响电能的传输效率，使用要求高，因此限制了其大规模应用。

发明内容

本发明解决的技术问题为：一种磁共振无线充电装置，降低了充电装置的漏磁风险、屏蔽成本；提高能源利用率和电能传输效率。

本发明提供的具体解决方案包括如下步骤：

本发明提供了一种磁共振无线充电装置，包括：支撑装置；发射端，所述发射端包括并联连接的若干谐振发射电路以及用于驱动各谐振发射电路的电源电路，各所述谐振发射电路分别具有发射线圈，各所述发射线圈分别设置于所述支撑装置上且各所述发射线圈围设形成空间凹形曲面结构，各所述发射线圈分别为凹形曲面结构；接收端，所述接收端包括谐振接收电路，所述谐振接收电路接收线圈，用于接收各所述发射线圈发射的电磁波；调节装置，用于调节所述支撑装置的角度和/或位置；检测装置，用于检测所述谐振接收电路输出端的电压和电流以及所述电源电路输出端的电压和电流，并将谐振接收电路输出端的电压和电流以及所述电源电路输出端的电压和电流发送给控制单元；控制单元，用于当接收线圈接收到所述发射线圈发射的电磁波时，根据所述谐振接收电路的输出端的电压和电流以及电源电路输出端的电流和电压计算电能传输效率，当所述电能传输效率小于预设传输效率时，调节所述支撑装置的角度和/或位置，直至所述电能传输效率不小于预设传输效率。

基于本发明的技术方案，具有以下有益技术效果：

采用凹形曲面结构的线圈，围设形成空间凹形曲面结构，多个线圈同时作用，通过电磁波干涉在特定位置(空间凹形曲面结构凹面一侧)产生强磁场，其他的位置(空间凹形曲面结构凸面一侧侧或者凹面附近)附近的磁场抵消，磁场弱，即使磁场在待充电设备中的磁场更强，在其他不需要磁场强度的位置磁场强度降低，降低了外部漏磁的风险，降低屏蔽成本，提高能源利用率，；且通过调节单元调整发射端的角度和位置以达到较高的充电功率和充电效率。

在上述方案的基础上，本发明还可以进行如下改进：