[實用新型]基于磁諧振耦合的磁場均衡分布型無線電能傳輸系統

有效

• 申請號: 201520142445.3
• 申請日: 2015-03-13
• 公開（公告）號: CN204425057U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 喻易強;陳志璋;彭思培;法瑞德·朱拉里
• 申請（專利權）人: 喻易強
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

1.一種基于磁諧振耦合的磁場均衡分布型無線電能傳輸系統，其特征在于，包括：

發射模塊，用于無線電能的發射；

接收模塊，用于無線電能的接收；

所述發射模塊為平板型結構，正面有同處一面的發射諧振線圈陣列，背面有一個激勵線圈；

所述接收模塊為平板型結構，正面有同處一面的接收諧振線圈、負載線圈和整流穩壓集成電路，背面有多個接收寄生線圈；

由所述發射模塊和接收模塊組成的無線電能傳輸系統可以實現傳輸距離為50mm-150?mm、傳輸效率大于65%的無線電能傳輸。

2.根據權利要求1所述的基于磁諧振耦合的磁場均衡分布型無線電能傳輸系統，其特征在于，所述發射模塊正面的發射諧振線圈均為四方螺旋環形，多個諧振線圈呈二維陣列排列；背面的激勵線圈為四方環形，激勵線圈的中心正對諧振線圈陣列的中心。

3.根據權利要求1所述的基于磁諧振耦合的磁場均衡分布型無線電能傳輸系統，其特征在于，所述接收模塊正面的接收諧振線圈為四方螺旋環形，負載線圈為四方環形；接收諧振線圈位于平面的外圈，負載線圈位于平面的內圈；整流穩壓集成電路位于負載線圈內的空白區域處；接收模塊背面的寄生線圈為缺損四方環形，其中外環、中環、內環寄生線圈分別位于平面的外圈、中圈和內圈；打孔插針將寄生線圈結構與接收諧振線圈相聯接。

4.根據權利要求1所述的基于磁諧振耦合的磁場均衡分布型無線電能傳輸系統，其特征在于，所述發射模塊采用了由單個激勵線圈同時驅動發射模塊正面的多個諧振線圈的設計，不僅實現了諧振線圈陣列的同頻諧振，節省了加工成本，而且給發射模塊的背面留出大量空間，用于添加匹配集成電路和可調電子元器件來優化系統的傳輸性能和實現系統的智能控制。

5.根據權利要求1所述的基于磁諧振耦合的磁場均衡分布型無線電能傳輸系統，其特征在于，所述發射模塊既可以采用矩形設計也可以采用方形設計，其中矩形設計是指發射模塊印刷電路板為矩形的設計，方形設計是指發射模塊印刷電路板為方形的設計。

6.根據權利要求5所述的基于磁諧振耦合的磁場均衡分布型無線電能傳輸系統，其特征在于，所述發射模塊采用矩形設計時，所述發射模塊的幾何參數和電氣參數如下：

發射端所處的矩形印刷電路板的長度L_r為210mm；

發射端所處的矩形印刷電路板的寬度H_r為?100mm；

發射端諧振線圈201中微帶線的寬度W_r2為6.0mm-6.6mm；

發射端諧振線圈單元的中心到其最外沿的距離R_l為50mm；

發射端諧振線圈單元的中心到其最內沿的距離R_m為23mm-25mm；

發射端諧振線圈單元中相鄰微帶線之間的間距S₂為3mm-4mm；

發射端兩相鄰諧振線圈單元之間的間距S_G為10mm；

激勵線圈203的長度L_l2為152?mm-156mm；

激勵線圈203的寬度H_l2為42?mm-45mm；

激勵線圈203中微帶線的寬度W_l2為1?mm-3mm；

發射端諧振電容值為150pF。

7.根據權利要求5所述的基于磁諧振耦合的磁場均衡分布型無線電能傳輸系統，其特征在于，所述發射模塊采用方形設計時，所述發射模塊的幾何參數和電氣參數如下：

發射端諧振線圈401中微帶線的寬度W₄為3.5?mm-4.5mm；

發射端中心點到諧振線圈401最外沿之間的距離R₅為105mm；

發射端中心點到激勵線圈最外沿的距離R₄為70?mm-75mm；

發射端諧振線圈單元的中心到其最外沿的距離R₃為100mm；

發射端諧振線圈單元中相鄰微帶線之間間距S_m為4.5mm?-5.5mm；

發射端兩相鄰諧振線圈單元之間的間距S_g為10mm；

激勵線圈中微帶線的寬度W₃為7mm-10mm；

發射端諧振電容值為120pF。