[發明專利]一種基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法及裝置

在審

• 申請號: 202110600697.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113364143A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 楊逸舟;段澤宇;楊富鈞;葉萍;蘇波
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/90
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微

1.一種基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法，原邊線圈通過電磁感應向副邊線圈充電，其中，原邊線圈中串聯的電容、電阻和電感分別對應的設為電容C₁,電阻R₁和自感系數L₁，副邊線圈中電容、電阻和自感系數分別對應的設為電容C₂電阻R₂和自感系數L₂，副邊線圈中串聯的負載電阻設為電阻R_L，其特征在于，充電時，計算并設置電阻R_L的值，使得原邊線圈和副邊線圈之間只有一個諧振頻率，其中，計算方法為：

令原邊線圈與副邊線圈的電感、電容和電阻均相同，即L₁＝L₂＝L,R₁＝R₂＝R，C₁＝C₂＝C；則

其中，ω₁和ω₂分別表示原邊線圈和副邊線圈之間的另外兩個分裂諧振頻率，M為互感系數；當互感系數M、自感系數L、電容C和電阻R為設定值時，令ω₁＝ω₂＝ω₀；其中，ω₀表示諧振頻率，求解公式(1)計算出電阻值R_L，將副邊線圈負載電阻調整到R_L，再進行無線充電。

2.如權利要求1所述的一種基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法，其特征在于，在原邊線圈和副邊線圈附近加入磁性材料以提高自感系數后，通過遍歷互感系數M、自感系數L以及原邊線圈的輸入頻率f，得到一組互感系數M、自感系數L以及原邊線圈的輸入頻率f值，使得原邊線圈和副邊線圈之間的傳輸效率最大。

3.如權利要求2所述的一種基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法，其特征在于，所述磁性材料為鐵氧體。

4.如權利要求2所述的一種基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法，其特征在于，采用matlab遍歷互感系數M、自感系數L以及原邊線圈的輸入頻率f。

5.如權利要求2、3或4所述的一種基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法，其特征在于，得到使傳輸效率最大的一組互感系數M、自感系數L以及原邊線圈的輸入頻率f值后，計算此時的最大傳輸效率；測出磁性材料與原邊線圈和副邊線圈距離d不同時的互感系數M，擬合出距離d對互感系數M的函數關系；在該函數關系中找到傳輸效率最大時的互感系數值時對應的磁性材料與線圈的距離，由此得出傳輸效率最大處磁性材料的位置；充電時，將磁性材料放置到該位置。

6.一種實現所述權利要求5基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法的裝置，其特征在于，在被充電裝置中設置測距模塊；所述測距模塊中存儲有距離d對互感系數M的函數關系；同時，還用于測量磁性材料與充電裝置之間的距離，并根據當前充電裝置與被充電裝置之間的互感系數M的值，得到磁性材料與充電裝置之間所需的距離，提供給用戶。

7.如權利要求6所述的一種基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法的裝置，其特征在于，所述被充電裝置為移動通訊設備。

8.如權利要求7所述的一種基于磁性材料屏蔽特性的無線充電方法的裝置，其特征在于，所述移動通訊設備為手機。