[發(fā)明專利]一種復合屏蔽層的應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113113976A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王春芳;李冬雪;楊凌云
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學
• 主分類號: H02J50/70
• 分類號: H02J50/70;H01F27/36;H01F38/14
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

本發(fā)明屬于電磁學技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復合屏蔽層的應(yīng)用，將六邊型鐵氧體磁片、納米晶帶材及鋁箔構(gòu)成的復合屏蔽層用于無線電能傳輸DD型磁耦合器，發(fā)射線圈設(shè)置在發(fā)射機構(gòu)屏蔽層的鐵氧體磁片內(nèi)側(cè)，接收線圈設(shè)置在接收機構(gòu)屏蔽層的鐵氧體磁片內(nèi)側(cè)，接收機構(gòu)固定在金屬底板上，接收線圈與發(fā)射線圈之間為傳輸距離，鐵氧體磁片的單個磁片形狀為六邊形，全部磁片呈均勻平行排列且中間留有氣隙；整體屏蔽層厚度小于目前用于DD型磁耦合器的單層或雙層屏蔽層厚度，重量及成本低均較低，可廣泛用于無線電能傳輸系統(tǒng)中。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于電磁學技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復合屏蔽層的應(yīng)用，將六邊型鐵氧體磁片、納米晶帶材及鋁箔構(gòu)成的復合屏蔽層用于無線電能傳輸DD型磁耦合器。

背景技術(shù)：

電磁耦合器(也稱磁耦合器)是電磁感應(yīng)式和電磁諧振式無線電能傳輸(充電)系統(tǒng)發(fā)射、接收端的連接環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)、參數(shù)的設(shè)計將直接影響系統(tǒng)的性能。現(xiàn)有電磁耦合器由能量發(fā)射機構(gòu)和能量接收機構(gòu)兩個部分組成，如圖1中的虛框所示，能量發(fā)射機構(gòu)由發(fā)射線圈L_p、屏蔽層S_p組成，相應(yīng)的能量接收機構(gòu)由接收線圈L_s、屏蔽層S_s組成。圖1中的發(fā)射補償網(wǎng)絡(luò)和接收補償網(wǎng)絡(luò)均由電感、電容組成，基本的補償網(wǎng)絡(luò)為發(fā)射側(cè)串聯(lián)電容補償、接收側(cè)串聯(lián)電容補償型(SS)，發(fā)射側(cè)串聯(lián)電容補償、接收側(cè)并聯(lián)電容補償型(SP)，發(fā)射側(cè)并聯(lián)電容補償、接收側(cè)串聯(lián)電容補償型(PS)，發(fā)射側(cè)并聯(lián)電容補償、接收側(cè)并聯(lián)電容補償型(PP)；此外還有多種高階補償網(wǎng)絡(luò)包括LCC-S型、LCL-LCL型、LCC-LCC型、P-CLCL型等。DD型磁耦合器的發(fā)射線圈和接收線圈都為DD型線圈，DD型線圈分為單體D線圈形狀為方形的DD線圈、單體D線圈形狀為半圓形以及單體D線圈形狀方形圓角的DD線圈，下述分析中以單體D線圈形狀為方形的DD型磁耦合器為例，若無特別說明，下述分析中提到的DD型磁耦合器均指單體D線圈形狀為方形的DD型磁耦合器，其分析過程及結(jié)果同樣適用于其他兩種DD型磁耦合器。現(xiàn)有技術(shù)中DD型磁耦合器所采用的屏蔽層一般為鐵氧體單層屏蔽和鐵氧體、鋁板雙層屏蔽，鐵氧體多采用條形，如圖2所示的鐵氧體單層屏蔽，圖3所示的鐵氧體、鋁板雙層屏蔽。現(xiàn)有的這些用于DD型磁耦合器的屏蔽層均存在著體積大、重量大及成本高的缺點。CN201910515945X公開了一種用于無線電能傳輸磁耦合器的復合屏蔽層，該復合屏蔽層采用扇型鐵氧體磁片、納米晶帶材及鋁箔構(gòu)成，適用于帶有無線電能傳輸耦合器的小型用電設(shè)備，并不適合大功率用電設(shè)備或機器。因此，設(shè)計一種新型復合屏蔽層用于無線電能傳輸DD型磁耦合器具有非常大的實用價值和現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，設(shè)計提供一種復合屏蔽層的應(yīng)用，用于無線電能傳輸DD型磁耦合器。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述復合屏蔽層用于無線電能傳輸DD型磁耦合器，所述復合屏蔽層包括發(fā)射機構(gòu)屏蔽層和接收機構(gòu)屏蔽層，發(fā)射機構(gòu)屏蔽層和接收機構(gòu)屏蔽層均由三層屏蔽層組成，由外到內(nèi)依次為鋁箔、納米晶帶材、鐵氧體磁片，其中發(fā)射線圈設(shè)置在發(fā)射機構(gòu)屏蔽層的鐵氧體磁片內(nèi)側(cè)，接收線圈設(shè)置在接收機構(gòu)屏蔽層的鐵氧體磁片內(nèi)側(cè)，接收機構(gòu)固定在金屬底板上，接收線圈與發(fā)射線圈之間為傳輸距離。

本發(fā)明所述鐵氧體磁片的單個磁片形狀為六邊形，全部磁片呈均勻平行排列且中間留有氣隙。

本發(fā)明所述線電能傳輸DD型磁耦合器的發(fā)射線圈和接收線圈都為DD型線圈，DD型線圈包括單體D線圈形狀為方形的DD線圈、單體D線圈形狀為半圓形以及單體D線圈形狀方形圓角的DD線圈。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，整體屏蔽層厚度小于目前用于DD型磁耦合器的單層或雙層屏蔽層厚度，重量及成本低均較低，可廣泛用于無線電能傳輸系統(tǒng)中。

附圖說明：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的無線充電系統(tǒng)組成示意圖。

圖2為為現(xiàn)有技術(shù)中的單屏蔽層DD磁耦合器發(fā)射機構(gòu)俯視圖。

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的雙屏蔽層DD磁耦合器發(fā)射機構(gòu)俯視圖。