[發明專利]高效無線電能傳輸線圈聚磁屏蔽結構

在審

• 申請號: 201710369435.7
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107104522A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 代中余;王軍華;方支劍
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J50/70
• 分類號: H02J50/70;H02J50/10;H01F27/36;H01F38/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 胡艷

技術領域

本發明屬于無線電能傳輸技術領域，尤其涉及一種高效無線電能傳輸線圈聚磁屏蔽結構。

背景技術

目前無線電能傳輸技術中常用的線圈，主要分為兩種結構，一種是螺旋形結構線圈，另一種是渦狀結構線圈。螺旋形結構線圈主要用于傳輸距離較遠的無線電能傳輸系統，渦狀結構線圈主要用于距離較近的無線電能傳輸系統。渦狀結構線圈相對于螺旋形結構線圈，在傳輸相同電能的情況下，體積減小，但聚磁作用弱，向外輻射的磁場多，傳輸效率低。實際運用時為了提高傳輸效率，增強聚磁，減小電磁輻射，通常需要對渦狀線圈加裝聚磁和屏蔽結構。

常用的磁屏蔽結構為由高導磁材料制成的一塊完整屏蔽板，完整的覆蓋在渦狀線圈非能量傳輸的一側。這個屏蔽結構笨重，且未充分利用導磁材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效無線電能傳輸線圈聚磁屏蔽結構。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高效無線電能傳輸線圈聚磁屏蔽結構，采用高導磁率低電導率材料制備，包括底部，底部帶凸緣和中心凸起，底部、凸緣和中心凸起的中心軸重合；凸緣的形狀與無線電能傳輸線圈外緣的形狀匹配，中心凸起的形狀與無線電能傳輸線圈內緣的形狀匹配，凸緣和中心凸起的尺寸要使得無線電能傳輸線圈可嵌入凸緣和中心凸起間，凸緣和中心凸起的高度均高于無線電能傳輸線圈厚度；所述的底部由若干小板構成，若干小板位于同一平面，均勻分布于中心凸起周圍，且均指向中心凸起，各小板的一端連接中心凸起外側，另一端連接凸緣內側；所述的高導磁率低電導率材料為相對磁導率不小于100μ₀的半導體材料，μ₀表示真空磁導率。

進一步的，小板呈扇形、矩形或梯形。

進一步的，凸緣和中心凸起同時呈圓形或圓角方形。

和現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

(1)在減少磁場向外泄露的同時，還可以約束磁場方向，使盡可能多的磁場參與無線電能傳輸過程中。

(2)在保證屏蔽效果的條件下，還可減少屏蔽材料用量，減輕屏蔽結構重量，降低屏蔽結構的成本，有利于無線電能傳輸技術的廣泛運用。

附圖說明

圖1為加裝聚磁屏蔽結構的渦狀線圈的結構示意圖；

圖2為圖1所示渦狀線圈的截面示意圖；

圖3為圖1所加裝的聚磁屏蔽結構的俯視圖；

圖4～6為不同的聚磁屏蔽結構的示意圖。

圖中，101-渦狀線圈，102-聚磁屏蔽結構，2010-中心凸起，2020-凸緣，2030-底部，2040-小板。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發明作進一步具體的說明。

圖1所示為加裝聚磁屏蔽結構的渦狀線圈的結構示意圖，聚磁屏蔽結構102包括中心凸起2010、凸緣2020和底部2030，底部2030由若干小板2040構成，若干小板2040位于同一平面，均勻分布于中心凸起2010周圍，且均指向中心凸起2010，各小板2040的一端連接中心凸起2010外側，另一端連接凸緣2020內側。渦狀線圈101利用導線由內層開始，在平面內按照特定形狀沿著順時針或逆時針方向繞制，相鄰導線間隔一定距離，并保持絕緣狀態。將渦狀線圈101嵌入聚磁屏蔽結構102的中心凸起2010和凸緣2020間，聚磁屏蔽結構102可完全包覆渦狀線圈101進行能量傳輸的面。凸緣2020和中心凸起2010的形狀與渦狀線圈101的形狀匹配，且凸緣2020和中心凸起2010的尺寸要使得渦狀線圈101可嵌入凸緣2020和中心凸起2010間。具體的，凸緣2020的形狀與渦狀線圈101外緣的形狀匹配，中心凸起2010的形狀與渦狀線圈101內緣的形狀匹配。

圖2所示為圖1所示渦狀線圈的截面示意圖，圖中，渦狀線圈101位于聚磁屏蔽結構102上方，渦狀線圈101下表面距聚磁屏蔽結構102底部2030上表面1mm，渦狀線圈101和聚磁屏蔽結構102的中心軸重合。