[發明專利]一種發射天線切換調整磁共振無線充電過耦合區的系統

在審

• 申請號: 201911183037.1
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110855021A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 喻易強;胡鵬飛;羅鑫
• 申請（專利權）人: 成都斯普奧汀科技有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/23;H02J50/27;H02J50/40;H01Q13/20;H04B5/00;H04B5/02;H02M7/04;H02J7/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊;陳選中

本發明提供了一種發射天線切換調整磁共振無線充電過耦合區的系統，包括依次連接的電源適配器、磁共振發射模塊以及磁共振接收模塊。本發明存在多個發射天線及饋電網絡，可以滿足不同距離下的充電要求，通過動態調整磁共振耦合無線充電的過耦合區來擴展無線充電的有效充電范圍，為便攜式計算機、通訊產品、消費電子產品和LED照明設備提供一個穩定、高效的無線充電或無線電能供給方案。

技術領域

本發明屬于無線電能傳輸技術領域，尤其涉及一種發射天線切換調整磁共振無線充電過耦合區的系統。

背景技術

隨著電子信息技術和自動化控制技術的不斷發展，各式各樣的家電設備和消費電子產品、移動通信設備等已得到了廣泛普及，然而傳統的家用電器依賴電源線和電源插座之間的有線連接來實現供電，采用內置電池的電子設備也需要充電線與電源插座之間的有線連接來進行充電，因此，我們隨處能看到為這些電子設備提供電能供給的電線。這些電線不僅占據了我們的活動空間，限制了設備使用的方便性，而且產生了安全用電的隱患。所以，隨著人們對可以完全無線使用的便攜式設備和綠色能源系統的需求的不斷增長，對于無線能量傳輸技術的研究和應用迅速成為國內外學術界和工業界的焦點。目前業內公認的無線充電技術主要分為三類，一種是WPC聯盟主推的QI標準，也稱為磁感應耦合技術，另一種是Airfuel聯盟主推的磁諧振耦合技術，還有一種是電磁輻射式無線輸能技術。相比于磁感應技術，磁諧振耦合技術在充電距離、空間自由度、一對多充和功率擴展上有明顯優勢；而相比于電磁輻射式無線輸能技術，磁諧振耦合技術在能量轉化效率、傳輸功率和電磁安全方面更具備實際應用價值。目前，該技術已逐漸被應用于智能穿戴、掃地機器人、AGV等設備中，賦予設備無線充電的功能，并提高設備的安全性和智能化程度，提升用戶的使用體驗。磁共振耦合無線充電的基本原理是依靠發射天線和接收天線的同頻磁諧振耦合來實現電能從發射端到接收端的傳輸和轉換，因為利用的是磁場諧振原理，所有磁共振系統的收發之間都存在一個最佳耦合距離。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種發射天線切換調整磁共振無線充電過耦合區的系統，通過動態調整磁共振耦合無線充電的過耦合區來擴展無線充電的有效充電范圍，為便攜式計算機、通訊產品、消費電子產品和LED照明設備提供一個穩定、高效的無線充電或無線電能供給方案。

為了達到以上目的，本發明采用的技術方案為：

本方案提供一種發射天線切換調整磁共振無線充電過耦合區的系統，包括依次連接的電源適配器、磁共振發射模塊以及磁共振接收模塊；

所述電源適配器與220V交流電源連接；

所述磁共振發射模塊包括無線充電基座、發射藍牙通訊及控制電路、依次連接的穩壓電路、射頻功放源和開關陣列電路，以及分別與所述發射藍牙通訊及控制電路和所述開關陣列電路連接的若干個磁共振發射天線及其饋電網絡，所述穩壓電路和開關陣列電路分別與所述發射藍牙通訊及控制電路連接；所述射頻功放源與所述磁共振發射天線及其饋電網絡安裝于所述無線充電基座上，所述射頻功放源與所述電源適配器連接；所述磁共振發射天線及其饋電網絡與所述磁共振接收模塊連接；所述磁共振發射天線及其饋電網絡包括用于遠距離傳輸的第一微帶線和第一寄生微帶線，以及用于短距離傳輸的第二微帶線以及第二寄生微帶線；所述第一微帶線與第一寄生微帶線之間相互獨立；所述第二微帶線與第二寄生微帶線之間相互獨立；

所述磁共振接收模塊包括散熱片、接收藍牙通訊及控制電路以及分別與所述接收藍牙通訊及控制電路連接的整流穩壓電路和磁共振接收天線；所述整流穩壓電路位于所述散熱片上；所述磁共振接收天線位于所述磁共振發射天線及其饋電網絡的正上方，并與所述磁共振發射天線及其饋電網絡磁耦合；

所述磁共振接收模塊包括散熱片、接收藍牙通訊及控制電路以及分別與所述接收藍牙通訊及控制電路連接的整流穩壓電路和磁共振接收天線；所述整流穩壓電路位于所述散熱片上；所述磁共振接收天線位于所述磁共振發射天線及其饋電網絡的正上方，并與所述磁共振發射天線及其饋電網絡磁耦合。