[發明專利]基于磁共振的水下無線充電方法和裝置

有效

• 申請號: 201410025906.9
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN104158301B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 殷波;宮飛翔;魏志強;叢艷平
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/02
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理事務所(普通合伙)11266
• 代理人: 黃曉軍

1.一種基于磁共振的水下無線充電方法，其特征在于，在水下設置對水下設備進行充電的水下接駁站，所述方法具體包括：?

在待充電的水下設備靠近所述水下接駁站后，所述水下接駁站中的諧振電路將電能轉換為電磁波，通過電磁耦合將所述電磁波傳輸給所述水下接駁站中的諧振體；?

所述水下接駁站中的諧振體和所述水下設備中的諧振體產生磁共振，所述水下接駁站中的諧振體將所述電磁波傳輸給所述水下設備中的諧振體；?

所述水下設備中的諧振體通過電磁耦合將所述電磁波傳輸給所述水下設備中的諧振電路，所述水下設備中的諧振電路將所述電磁波轉換為電能，利用所述電能對所述水下設備的電池進行充電。?

2.根據權利要求1所述的基于磁共振的水下無線充電方法，其特征在于，所述的在待充電的水下設備靠近所述水下接駁站后，所述水下接駁站中的諧振電路將電能轉換為電磁波，通過電磁耦合將所述電磁波傳輸給所述水下接駁站中的諧振體，包括：?

在所述水下接駁站中設置通信電路、電源、整流電路、串聯諧振電路和功率放大器，在待充電的水下設備靠近所述水下接駁站，所述通信電路接收到所述水下設備發出的充電請求消息后，所述電源輸出直流電給所述整流電路，所述整流電路將所述直流電轉換為交流電后輸出給所述串聯諧振電路；?

所述串聯諧振電路中的電感利用所述交流電產生電磁波，通過調整串聯諧振電路的諧振頻率使所述電磁波的頻率大于設定數值，所述功率放大器對所述電磁波的功率進行放大處理，所述串聯諧振電路通過電磁耦合將功率放大后的電磁波傳輸給所述水下接駁站中的諧振體。?

3.根據權利要求2所述的基于磁共振的水下無線充電方法，其特征在?于，所述的水下接駁站中的諧振體和所述水下設備中的諧振體產生磁共振，所述水下接駁站中的諧振體將所述電磁波傳輸給所述水下設備中的諧振體，包括：?

在所述水下接駁站中設置至少兩個諧振體，所述水下接駁站中的諧振體1接收水下接駁站中的諧振電路通過電磁耦合傳輸過來的電磁波，所述水下接駁站中的諧振體1和所述水下接駁站中的諧振體2產生磁共振，所述諧振體1將所述電磁波傳輸給所述諧振體2；?

在所述水下設備中設置至少兩個諧振體，所述水下設備中的諧振體3和所述水下接駁站中的諧振體2產生磁共振，所述諧振體3接收所述諧振體2傳輸過來的電磁波，通過調整所述諧振體2、諧振體3之間的互感系數、調整所述諧振體3對所述諧振體2的發射阻抗，使所述諧振體2、諧振體3之間傳輸電磁波的距離超過設定距離；?

所述水下設備中的諧振體3和所述水下設備中的諧振體4產生磁共振，所述諧振體3將所述電磁波傳輸給所述諧振體4。?

4.根據權利要求3所述的基于磁共振的水下無線充電方法，其特征在于，所述的方法還包括：?

所述諧振體2包括互相串聯的第二等效電感、第二分布電容、第二等效串聯電阻和諧振體3對所述諧振體2的發射阻抗，所述諧振體3包括互相串聯的第三等效電感、第三分布電容、第三等效串聯電阻和諧振體4對所述諧振體3的發射阻抗；?

通過調整所述諧振體2和諧振體3中的電子元件的參數值來調整所述諧振體2和諧振體3之間的互感系數，使得所述諧振體2、諧振體3之間傳輸電磁波的距離超過設定距離。?

5.根據權利要求3或4所述的基于磁共振的水下無線充電方法，其特征在于，所述的水下設備中的諧振體通過電磁耦合將所述電磁波傳輸給所述水下?設備中的諧振電路，所述水下設備中的諧振電路將所述電磁波轉換為電能，利用所述電能對所述水下設備的電池進行充電，包括：?

在所述水下設備中還設置通信電路、串聯諧振電路、整流電路、穩壓電路，所述諧振體4通過電磁耦合將所述電磁波傳輸給所述水下設備中的諧振電路，所述水下設備中的串聯諧振電路中的電感將所述電磁波轉換為交流電，將所述交流電傳輸給所述整流電路，所述整流電路輸出直流電給所述穩壓電路，所述穩壓電路利用穩壓處理后的直流電對所述水下設備的電池進行充電；?

所述水下設備中的電池充電完成后，所述水下設備中的通信電路向所述水下接駁站中的通信電路發送充電完成消息，所述水下接駁站停止對所述水下設備進行充電。?

6.根據權利要求1所述的基于磁共振的水下無線充電方法，其特征在于，所述的水下接駁站中的通信電路、電源、整流電路、串聯諧振電路和功率放大器采用模塊化的電路板來實現，將所有電路板設置在密封腔內，在所述密封腔內中充入冷卻油。?