[發明專利]基于凹凸磁芯的無線能量發射機構及其參數設計方法

有效

• 申請號: 201810490898.3
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108667151B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 唐春森;張楊;吳新剛;王智慧;孫躍;左志平;譚若兮;王州波;鐘良亮;羅飛鵬;劉羽;周斌;聞銘;許巍;田陽;王天響;程志國;康世利
• 申請（專利權）人: 重慶大學;國網浙江省電力公司寧波供電公司;北京智芯微電子科技有限公司
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H01F38/14;H01F27/25;H01F27/30;H01F41/02
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 陳千

1.一種基于凹凸磁芯的無線能量發射機構，包括磁芯和線圈，其特征是：所述磁芯由多塊鐵氧體磁條按環形陣列分布而成，在每一塊磁條的上表面設有兩段凹凸部，多塊磁條按環形陣列分布后，其凹凸部圍成兩圈環形的線圈容置槽，所述線圈分為兩組并按照平面密繞的方式分別繞制在兩圈線圈容置槽中，且內、外兩組線圈相互串聯；所述磁條包括矩形的底板，在所述矩形底板的上表面通過搭接兩塊矩形磁塊形成兩段凹凸部；所述矩形底板上表面的第一矩形磁塊位于遠心端，第二矩形磁塊位于矩形底板的中部，且兩組線圈的側立面與對應的矩形磁塊的側壁緊貼。

2.根據權利要求1所述的基于凹凸磁芯的無線能量發射機構，其特征是：所述磁芯由八塊鐵氧體磁條按環形陣列分布而成。

3.根據權利要求1所述的基于凹凸磁芯的無線能量發射機構，其特征是：靠近中心的一組線圈匝數少于遠離中心的一組線圈匝數。

4.根據權利要求1所述的基于凹凸磁芯的無線能量發射機構，其特征是：所述線圈是由勵磁線繞制而成。

5.根據權利要求1所述的基于凹凸磁芯的無線能量發射機構，其特征是：所述磁芯和線圈設置在一封裝盒中，在盒體側壁上設置有線圈的接線頭。

6.如權利要求1所述的基于凹凸磁芯的無線能量發射機構的參數設計方法，其特征在于，按以下步驟進行：

S1：設定磁耦合機構空間尺寸；

S2：建立分組串繞線圈與凹凸磁芯復合結構三維模型，并設置材料參數及邊界條件；

S3：初始化不變參數，包括線圈底部磁芯厚度h，單根磁條總長l，線圈容置槽的深度d_wire，d_wire與勵磁線線徑一致；

S4：設置變量參數，包括內組線圈匝數N₁，外組線圈匝數N₂，第一矩形磁塊長度l₁，第二矩形磁塊長度l₂；

S5：對變量進行參數化掃描，得到n種分組串繞線圈與凹凸磁芯復合結構參數；

S6：測量n種組合結構磁芯上的最大磁感應強度B_max，并與飽和磁感應強度上限值B_smax進行比較，選取滿足B_max＜B_smax的m種分組串繞線圈與凹凸磁芯組合結構，淘汰其余n-m種結構；

S7：將m種復合結構分別作為發射端結構，與同一個拾取線圈組成磁耦合機構，采用有限元法計算這m種磁耦合機構的互感，篩選出最大互感的組合結構即為可選結構中的最優結構，由此確定該最優結構的所有參數。