[發明專利]一種磁耦合諧振式無線能量傳輸系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201910407989.0
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110011430A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 鄧聯文;王海躍;羅衡;顏鑠清;黃生祥
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 周志中

1.一種全向發射內部全向接收磁耦合諧振式無線能量傳輸系統，其特征在于包括：

一個立方型全向發射器，所述立方型全向發射器兩端通過一輸入阻抗匹配電路連接至頻率可調交流電源，所述立方型全向發射器用于向內全向發射電能；

一個或多個全向接收器，所述全向接收器兩端連接一負載阻抗匹配電路用于接收電能，輸出電能為負載供電。

2.根據權利要求1所述的全向發射內部全向接收磁耦合諧振式無線能量傳輸系統，其特征在于，所述立方型全向發射器為僅由一根導線繞制而成的四個面構成無上頂面和下底面的立方型結構，僅需一個交流電源激勵便能實現向內全向發射能量。

3.根據權利要求1所述的全向發射內部全向接收磁耦合諧振式無線能量傳輸系統，其特征在于，所述負載接收線圈可為一個或多個僅由一根導線繞制而成三平面兩兩正交的六面體結構，所述負載接收線圈位于所述立方型全向發射器內部任意位置。

4.根據權利要求3所述的全向發射內部全向接收磁耦合諧振式無線能量傳輸系統，其特征在于，所述負載接收線圈繞制方式為一端起點為三維直角坐標系原點O，先沿Y軸正方向繞長度L/2到點a，再沿Z軸正方向繞長度L/2到點b，再沿X軸正方向繞長度L/2到點c，再沿Y軸負方向繞長度L到點d，再沿X軸負方向繞長度L到點e，再沿Y軸正方向繞長度L到點f，再沿X軸正方向繞長度L/2到點g，再沿Z軸正方向繞長度L/2到點h，再沿Y軸負方向繞長度L到點i，再沿Z軸負方向繞長度L到點j，再沿Y軸正方向繞長度L/2到點k，再沿X軸負方向繞長度L/2到點m，再沿Z軸正方向繞長度L到點n，再沿X軸負方向繞長度L到點p，再沿Z軸負方向繞長度L到點q，再沿X軸正方向繞長度L/2到點r到所述負載接收線圈另一端點。

5.根據權利要求4所述的全向發射內部全向接收磁耦合諧振式無線能量傳輸系統，其特征在于，所述負載接收線圈繞制過程中，b點和g點之間以及k點和r點之間存在間距w。

6.根據權利要求4所述的全向發射內部全向接收磁耦合諧振式無線能量傳輸系統，其特征在于，在所述負載接收線圈繞制過程中，點o、a、b、g、h、i、j、k所連線段通過電流方向一致均為順時針或逆時針，且產生垂直所圍平面的磁場；點b、c、d、e、f、g所連線段通過電流方向一致均為順時針或逆時針，且產生垂直所圍平面的磁場；點k、m、n、p、q、r所連線段通過電流方向一致均為順時針或逆時針，且產生垂直所圍平面的磁場。

7.根據權利要求1所述的全向發射內部全向接收磁耦合諧振式無線能量傳輸系統，其特征在于，所述輸入阻抗匹配電路及負載阻抗匹配電路用于對系統進行阻抗匹配，所述輸入阻抗匹配電路及負載阻抗匹配電路由兩個電容構成，其中一個電容并聯至線圈兩端口，另一個電容串聯至線圈一端口。

8.一種如權利要求1至7中任一所述的全向發射內部全向接收磁耦合諧振式無線能量傳輸系統的使用方法，其特征在于，包括：將所述立方型全向發射器放置于房間四周墻壁，并通過所述輸入阻抗匹配電路連接至頻率可調交流電源，將一個或多個所述全向負載接收線圈放置所述立方型全向發射器內部并連接至所述負載阻抗匹配電路，輸出電能為房間內一個或多個負載供電。