[發(fā)明專利]一種磁共振無(wú)線充電裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110468470.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN113078744A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周睿涵;王羽欣;馬列同舟;肖黎;熊倫;盧永雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J50/90
• 分類號(hào): H02J50/90;H02J50/12;H02J50/70;H02J7/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 陳曉華

本發(fā)明涉及一種磁共振無(wú)線充電裝置，發(fā)射端包括并聯(lián)連接的若干諧振發(fā)射電路以及用于驅(qū)動(dòng)各諧振發(fā)射電路的電源電路，各諧振發(fā)射電路分別具有發(fā)射線圈，各發(fā)射線圈分別設(shè)置于支撐裝置上且各發(fā)射線圈圍設(shè)形成空間凹形曲面結(jié)構(gòu)，各發(fā)射線圈分別為凹形曲面結(jié)構(gòu)；諧振接收電路具有接收線圈，用于接收各發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波；控制單元，用于當(dāng)接收線圈接收到發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波時(shí)，根據(jù)諧振接收電路的輸出端的電壓和電流以及電源電路輸出端的電流和電壓計(jì)算電能傳輸效率，當(dāng)電能傳輸效率小于預(yù)設(shè)傳輸效率時(shí)，調(diào)節(jié)支撐裝置的角度和/或位置。基于本發(fā)明的磁共振無(wú)線充電裝置，降低了裝置漏磁的風(fēng)險(xiǎn)、屏蔽成本，提高能源利用率，且具有高充電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁共振無(wú)線充電裝置。

背景技術(shù)

無(wú)線充電方式多種多樣，但當(dāng)今主流方式是通過(guò)磁耦合進(jìn)行電力傳輸?shù)碾姶鸥袘?yīng)式與磁共振式，電磁感應(yīng)式和磁共振式無(wú)線充電是通過(guò)接收及發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，以非接觸方式進(jìn)行電力傳輸。在電壓較高或電流較大的充電環(huán)境里如電動(dòng)汽車，無(wú)線輸電避免了人體直接和導(dǎo)體接觸，所以更加安全；無(wú)線輸電省去了復(fù)雜的接線程序或是電池更換，所以更加方便；無(wú)線充電導(dǎo)線內(nèi)置不容易損壞可以消除電纜、連接器和插頭引起的短路，所以穩(wěn)定性相較于有限輸電更加穩(wěn)定。電磁感應(yīng)式無(wú)線充電一直廣泛用于電動(dòng)剃須刀、電動(dòng)牙刷、移動(dòng)式電話等產(chǎn)品中，其優(yōu)點(diǎn)在于原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本較低；但是當(dāng)發(fā)射線圈與接收線圈的相對(duì)位置和距離變大時(shí)，電力傳輸效率便會(huì)發(fā)生急速下降，因此線圈之間必須保持較近的距離，應(yīng)用范圍比較有限。磁共振式無(wú)線充電是在發(fā)射側(cè)與接收側(cè)插入電容器，形成LC諧振電路，使其發(fā)射側(cè)與接收側(cè)的諧振頻率一致后進(jìn)行電力輸送的方式。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于可拉大線圈的距離，可同時(shí)為多臺(tái)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行無(wú)線充電。但是存在以下缺點(diǎn)：大功率的無(wú)線充電發(fā)射線圈將會(huì)使周邊的人、動(dòng)物和直播被超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的電磁場(chǎng)輻射，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的電場(chǎng)、磁場(chǎng)輻射給周圍的動(dòng)植物體帶來(lái)傷害，并且會(huì)影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行，所以目前往往需要在電磁屏蔽上花費(fèi)大量的成本；另外，磁共振無(wú)線充電產(chǎn)品使用時(shí)需要極高的精確度，發(fā)射線圈和接收線圈之間位置、角度的變化都將顯著影響電能的傳輸效率，使用要求高，因此限制了其大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題為：一種磁共振無(wú)線充電裝置，降低了充電裝置的漏磁風(fēng)險(xiǎn)、屏蔽成本；提高能源利用率和電能傳輸效率。

本發(fā)明提供的具體解決方案包括如下步驟：

本發(fā)明提供了一種磁共振無(wú)線充電裝置，包括：支撐裝置；發(fā)射端，所述發(fā)射端包括并聯(lián)連接的若干諧振發(fā)射電路以及用于驅(qū)動(dòng)各諧振發(fā)射電路的電源電路，各所述諧振發(fā)射電路分別具有發(fā)射線圈，各所述發(fā)射線圈分別設(shè)置于所述支撐裝置上且各所述發(fā)射線圈圍設(shè)形成空間凹形曲面結(jié)構(gòu)，各所述發(fā)射線圈分別為凹形曲面結(jié)構(gòu)；接收端，所述接收端包括諧振接收電路，所述諧振接收電路接收線圈，用于接收各所述發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波；調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述支撐裝置的角度和/或位置；檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)所述諧振接收電路輸出端的電壓和電流以及所述電源電路輸出端的電壓和電流，并將諧振接收電路輸出端的電壓和電流以及所述電源電路輸出端的電壓和電流發(fā)送給控制單元；控制單元，用于當(dāng)接收線圈接收到所述發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波時(shí)，根據(jù)所述諧振接收電路的輸出端的電壓和電流以及電源電路輸出端的電流和電壓計(jì)算電能傳輸效率，當(dāng)所述電能傳輸效率小于預(yù)設(shè)傳輸效率時(shí)，調(diào)節(jié)所述支撐裝置的角度和/或位置，直至所述電能傳輸效率不小于預(yù)設(shè)傳輸效率。

基于本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益技術(shù)效果：

采用凹形曲面結(jié)構(gòu)的線圈，圍設(shè)形成空間凹形曲面結(jié)構(gòu)，多個(gè)線圈同時(shí)作用，通過(guò)電磁波干涉在特定位置(空間凹形曲面結(jié)構(gòu)凹面一側(cè))產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，其他的位置(空間凹形曲面結(jié)構(gòu)凸面一側(cè)側(cè)或者凹面附近)附近的磁場(chǎng)抵消，磁場(chǎng)弱，即使磁場(chǎng)在待充電設(shè)備中的磁場(chǎng)更強(qiáng)，在其他不需要磁場(chǎng)強(qiáng)度的位置磁場(chǎng)強(qiáng)度降低，降低了外部漏磁的風(fēng)險(xiǎn)，降低屏蔽成本，提高能源利用率，；且通過(guò)調(diào)節(jié)單元調(diào)整發(fā)射端的角度和位置以達(dá)到較高的充電功率和充電效率。

在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以進(jìn)行如下改進(jìn)：