專(zhuān)利名稱(chēng)：基于自諧振電磁感應(yīng)耦合的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及無(wú)線(xiàn)能量傳輸，尤其涉及一種利用線(xiàn)圈自諧振提高電磁感應(yīng)耦合無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置。該裝置可應(yīng)用在各類(lèi)電子產(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)充電和無(wú)線(xiàn)供電系統(tǒng)中，當(dāng)傳輸距離固定時(shí)，采用本裝置可提高能量傳輸效率，當(dāng)傳輸效率要求一定時(shí)，可顯著提高能量傳輸?shù)木嚯x。
背景技術(shù)：
自1840年電磁感應(yīng)定律被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，人們便開(kāi)始了對(duì)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的研究，以網(wǎng)絡(luò)為主的通信技術(shù)已經(jīng)完成了從有線(xiàn)到無(wú)線(xiàn)的飛躍，然而能量的無(wú)線(xiàn)傳輸發(fā)展的極為緩慢，以至于當(dāng)前幾乎所有的充電或?qū)嶋H進(jìn)行電力傳輸時(shí)都必須用有形介質(zhì)，如使用金屬導(dǎo)線(xiàn)作為主要連接才能進(jìn)行，比如計(jì)算機(jī)、電視、臺(tái)燈等，這在一定程度上增加了布線(xiàn)的煩瑣過(guò)程， 也占用了很大的空間，使得需要以電力作為動(dòng)力的電器設(shè)備，其擺設(shè)位置受到影響，為了克服這一缺點(diǎn)，就對(duì)能量的傳輸技術(shù)提出了很高的要求。目前，無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)有三個(gè)研究方向，分別為微波/激光方式無(wú)線(xiàn)能量傳輸、 感應(yīng)耦合能量傳輸和磁共振耦合式無(wú)線(xiàn)能量傳輸。微波/激光方式無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)就是利用微波源或激光器把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ɑ蚣す?，然后由天線(xiàn)發(fā)射出去。大功率的電磁射束通過(guò)自由空間后被接收天線(xiàn)收集，經(jīng)微波或激光整流器后重新轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟Ｗ?0世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)、日本和歐洲等國(guó)都把這一技術(shù)作為解決本國(guó)能源短缺的一種重要手段，進(jìn)行了大量的研究與試驗(yàn)。該技術(shù)的缺點(diǎn)是高功率輻射對(duì)發(fā)射裝置的定向性要求極高，并且產(chǎn)生的電磁輻射/激光光束會(huì)對(duì)人和動(dòng)物造成巨大危害。感應(yīng)耦合能量傳輸技術(shù)是將兩個(gè)線(xiàn)圈放置于鄰近位置上，當(dāng)電流在一個(gè)線(xiàn)圈中流動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的磁通量成為媒介，導(dǎo)致另一個(gè)線(xiàn)圈中也產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。國(guó)際上，日本、新西蘭、德國(guó)、英國(guó)和美國(guó)等國(guó)家相繼投入了一定的技術(shù)力量和經(jīng)費(fèi)從事該技術(shù)及系統(tǒng)的研究和實(shí)用化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，并已有實(shí)物產(chǎn)品出現(xiàn)。該技術(shù)的缺點(diǎn)是難以克服距離的限制，能量傳輸距離只能在Icm以?xún)?nèi)，源與負(fù)載幾乎需要緊貼在一起。磁共振耦合無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)是于2006年11月在美國(guó)物理學(xué)會(huì)工業(yè)物理論壇上首次提出的，理論性的分析了在非輻射場(chǎng)通過(guò)諧振耦合的方式實(shí)現(xiàn)中距離能量傳輸?shù)目赡苄浴?007年7月6日，美國(guó)麻省理工學(xué)院MIT的索爾賈希克教授領(lǐng)導(dǎo)的6人小組在〈〈Science〉〉雜志上發(fā)表了一篇文章〈〈Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances》。他們基于電磁諧振原理，成功地“隔空”點(diǎn)亮了離電源兩米多遠(yuǎn)處的一個(gè)60瓦燈泡。在該實(shí)驗(yàn)中，發(fā)射器發(fā)射的能量有40%到50%傳輸?shù)截?fù)載，無(wú)線(xiàn)傳輸裝置的有效工作距離最遠(yuǎn)達(dá)到2. 74米。它是根據(jù)兩個(gè)具有相同諧振頻率的物體能夠耦合，而與環(huán)境中的其他非諧振物體的相互作用很小，對(duì)人和其他生物體造成的影響較小。該技術(shù)的缺點(diǎn)是需要有兩個(gè)諧振線(xiàn)圈，體積龐大，設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以應(yīng)用于實(shí)際。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提供一種基于自諧振電磁感應(yīng)耦合的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，以大幅提高兩金屬環(huán)間單純的電磁感應(yīng)耦合能量傳輸?shù)男?，并減小設(shè)備體積和輻射能量，避免對(duì)人和動(dòng)物的身體造成影響。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案是，對(duì)電磁感應(yīng)耦合與磁共振耦合進(jìn)行折中，整個(gè)裝置包括激勵(lì)部件、諧振部件以及一個(gè)負(fù)載部件，激勵(lì)部件外接高頻振蕩電路，其產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)穿過(guò)諧振部件激發(fā)諧振部件產(chǎn)生諧振，并將諧振能量傳輸給負(fù)載部件產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 其特征在于諧振部件采用單個(gè)金屬線(xiàn)圈，且位于激勵(lì)部件與負(fù)載部件之間。該單個(gè)金屬線(xiàn)
圈自身具有分布電感L與分布電容C，在滿(mǎn)足工作頻率:/。= ^^時(shí)，構(gòu)成一個(gè)自諧振結(jié)
構(gòu)，即當(dāng)激勵(lì)部件產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的頻率為fo時(shí)，線(xiàn)圈發(fā)生自諧振，其電流分布沿著導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度按正弦形式分布，且導(dǎo)線(xiàn)兩端電流為0。所述的激勵(lì)部件和負(fù)載部件采用銅質(zhì)金屬圓環(huán)，這兩個(gè)環(huán)的半徑為Icm至10cm， 線(xiàn)徑為Imm至4mm。所述的單個(gè)金屬線(xiàn)圈，采用管狀螺旋線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，該管狀螺旋線(xiàn)圈的匝數(shù)為5. 5，螺距為3. 6cm，線(xiàn)徑為Imm至4mm，截面半徑為30cm，其工作頻率為10. 0 士 0. 5MHz。所述的單個(gè)金屬線(xiàn)圈，進(jìn)一步采用平面漸近線(xiàn)螺旋結(jié)構(gòu)，其初始半徑為10cm，截止半徑為15cm，匝數(shù)為5，線(xiàn)徑為Imm至4mm，工作頻率為22. 5 士 0. 5MHz。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。本發(fā)明與磁共振耦合無(wú)線(xiàn)能量傳輸方式的傳輸裝置相比，由于只使用單個(gè)諧振線(xiàn)圈，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以將激勵(lì)環(huán)與單個(gè)諧振線(xiàn)圈嵌入到地面、墻壁或是桌面中，將負(fù)載部件嵌入到用電設(shè)備中，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的復(fù)雜性。2.輻射小。本發(fā)明與微波/激光方式無(wú)線(xiàn)能量傳輸技術(shù)相比，由于采用磁諧振原理，利用的是磁場(chǎng)傳遞能量，所以產(chǎn)生的輻射極小，可避免對(duì)人和動(dòng)物造成影響。3.效率高，傳輸距離遠(yuǎn)。本發(fā)明與電磁感應(yīng)無(wú)線(xiàn)能量傳輸方式的傳輸裝置相比，由于采用單線(xiàn)圈自諧振方式，所以系統(tǒng)的傳輸效率與距離都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單純的電磁感應(yīng)耦合方式。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例系統(tǒng)圖。 圖2為本發(fā)明諧振部件采用的管狀螺旋線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)圖。 圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的系統(tǒng)圖。 圖4為本發(fā)明諧振部件采用的平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明諧振部件的等效模型圖；
圖6為本發(fā)明的理論等效電路圖；
圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例在非諧振頻率時(shí)的效率曲線(xiàn)圖； 圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例效率關(guān)于距離的變化曲線(xiàn)；
圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例效率關(guān)于距離的變化曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述技術(shù)原理本發(fā)明主要由激勵(lì)部件1、諧振部件2和負(fù)載部件3組成，激勵(lì)部件1外接高頻振蕩電路，負(fù)載部件3外接負(fù)載電路，諧振部件2位于激勵(lì)部件1與負(fù)載部件3之間。諧振部件2可等效看為如圖5所示的模型，其中圓環(huán)表示電感，兩圓板表示電容。構(gòu)成本發(fā)明的三個(gè)部件其理論等效電路如圖6所示，其中圖6(a)為激勵(lì)部件1的等效電路，圖6(b)為諧振部件2的等效電路，圖6(c)為負(fù)載部件3等效電路。圖6(a)中的Vs表示激勵(lì)源的電壓， Rtl表示激勵(lì)源的內(nèi)阻，&表示激勵(lì)部件1的電阻，La表示激勵(lì)部件1的電感，用、來(lái)表示激勵(lì)部件1上的電流；圖6(b)中&表示諧振部件2的分布電阻，Ls表示它的分布電感，Cs表示它的分布電容，用is表示諧振部分2上的電流分布；圖6(c)中負(fù)載部件3中各個(gè)參數(shù)所代表的物理意義激勵(lì)部件1中的相似，&表示負(fù)載電阻，即需要供能的負(fù)載電路。激勵(lì)部件 1外接高頻振蕩電路，其產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)穿過(guò)諧振部件2激發(fā)其產(chǎn)生諧振，并將該諧振能量傳輸給負(fù)載部件3產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，負(fù)載部件3外接負(fù)載電路，為負(fù)載電路進(jìn)行供電，以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)能量傳輸。諧振部件2的線(xiàn)圈發(fā)生自諧振時(shí)，其電流分布沿著導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度按正弦形式分布，且導(dǎo)線(xiàn)兩端電流為0。本發(fā)明根據(jù)諧振部件2的不同結(jié)構(gòu)，給出如下兩種實(shí)施例。實(shí)施例1參照?qǐng)D1，本發(fā)明第一實(shí)施例中激勵(lì)部件1、負(fù)載部件3均采用線(xiàn)徑為4mm的銅線(xiàn)做成兩個(gè)半徑均為r = IOcm的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈，但不限于半徑相同的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈，例如也可采用不同半徑的多匝環(huán)狀線(xiàn)圈或矩形線(xiàn)圈；諧振部件2采用如圖2所示的單個(gè)管狀螺旋線(xiàn)圈，該線(xiàn)圈的匝數(shù)為η = 5. 5，螺距為DH = 3. 6cm，線(xiàn)徑為4mm，截面半徑為R = 30cm，材質(zhì)為銅或銀，該管狀螺旋線(xiàn)圈的工作頻率&由自身的分布電感Ls與分布電容Cs共同決定，
, 1
即0 = In^LsC，在本實(shí)施例中，工作頻率為f。= 10. 0 士 0. 5MHz。諧振部件2與激勵(lì)部件
1的距離為3. 6cm,并保持固定；激勵(lì)部件1與負(fù)載部件3的距離可在0cm-70cm范圍內(nèi)自由移動(dòng)。負(fù)載部件C3)位于管狀螺旋線(xiàn)圈的內(nèi)部，不影響其高效傳輸能量。工作時(shí)，作為激勵(lì)部件1的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈與外部輸出阻抗50Ω的高頻振蕩電路連接，作為激勵(lì)部件1的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈與需要供能的負(fù)載電路連接。調(diào)整高頻振蕩電路使激勵(lì)部件1獲得一個(gè)指定頻率的交變電流iA，從而使其等效電感La產(chǎn)生一個(gè)指定頻率的高頻磁場(chǎng)，當(dāng)且僅當(dāng)指定頻率為f^時(shí)的高頻磁場(chǎng)穿過(guò)所述的諧振部件2時(shí)，其管狀螺旋線(xiàn)圈自身的分布電感Ls與分布電容Cs組成的諧振系統(tǒng)將發(fā)生自諧振，線(xiàn)圈自諧振時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)耦合到作為負(fù)載部件3的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈的等效電感Lb上，使該線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電流iB，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為需要的負(fù)載電路進(jìn)行供電，即向負(fù)載電路傳輸能量。實(shí)施例2參照?qǐng)D3，本發(fā)明的中激勵(lì)部件1、負(fù)載部件3均采用線(xiàn)徑為4mm的銅線(xiàn)做成兩個(gè)半徑均為r = 6cm的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈，但不限于單匝環(huán)狀線(xiàn)圈，但不限于半徑相同的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈，例如也可采用不同半徑的多匝環(huán)狀線(xiàn)圈或矩形線(xiàn)圈；本發(fā)明的諧振部件2采用如圖4 所示的平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈，該線(xiàn)圈的匝數(shù)為η = 5，螺距為DH = 1cm，線(xiàn)徑為4mm，初始半徑Rs = 10cm，截止半徑Re = 15cm，材質(zhì)為銅，其工作頻率為fQ = 22. 5士0. 5MHz。諧振部件2與激勵(lì)部件1的距離為1cm，并保持固定；負(fù)載部件3與激勵(lì)部件1的距離可在0cm-20cm范圍內(nèi)自由移動(dòng)，平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈與負(fù)載部件(3)之間的距離為0 時(shí)，即負(fù)載部件(3)位于平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈的中心，不影響其高效傳輸能量。工作時(shí)，作為激勵(lì)部件1的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈與外部輸出阻抗50Ω的高頻振蕩電路連接，作為激勵(lì)部件1的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈與需要供能的負(fù)載電路連接。調(diào)整高頻振蕩電路使激勵(lì)部件1獲得一個(gè)指定頻率的交變電流iA，從而使其等效電感La產(chǎn)生一個(gè)指定頻率的高頻磁場(chǎng)，當(dāng)且僅當(dāng)頻率為&的高頻磁場(chǎng)穿過(guò)所述的諧振部件2時(shí)，其平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈自身的分布電感Ls與分布電容Cs組成的諧振系統(tǒng)將發(fā)生自諧振，線(xiàn)圈自諧振時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)耦合到作為負(fù)載部件3的單匝環(huán)狀線(xiàn)圈的等效電感Lb上，使該線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電流iB，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為需要的負(fù)載電路進(jìn)行供電，即向負(fù)載電路傳輸能量。上述兩種實(shí)施例在實(shí)際使用時(shí)，可將激勵(lì)部件1與諧振部件2嵌入到地面、墻壁、 桌面中或直接做成外部設(shè)備，負(fù)載部件3可作為外部設(shè)備或直接嵌入到用電設(shè)備中進(jìn)行供能。本發(fā)明的實(shí)施效果可通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真計(jì)算進(jìn)一步說(shuō)明仿真1，是對(duì)實(shí)施例1不在諧振頻率的具體仿真，計(jì)算其傳輸效率，其余參數(shù)設(shè)置均與實(shí)施例1所述的一致，諧振部件2與激勵(lì)部件1的距離為3. 6cm,并保持固定；激勵(lì)部件1與負(fù)載部件3的距離從Ocm到70cm逐漸增大。將裝置的激勵(lì)端與負(fù)載端都調(diào)整成阻抗匹配狀態(tài)，即阻抗為50 Ω，設(shè)置激勵(lì)部件1上的頻率為IGHz，因其不在工作頻率&，所以諧振部件2不發(fā)生自諧振，仿真其傳輸?shù)男嗜鐖D7所示，其中η表示能量傳輸?shù)男?，其中?shí)線(xiàn)表示單純電磁感應(yīng)耦合的傳輸效率關(guān)于距離的曲線(xiàn)，實(shí)點(diǎn)表示加入線(xiàn)圈后傳輸效率關(guān)于距離的曲線(xiàn)，從圖7可以看到，本發(fā)明在非諧振頻率時(shí)與傳統(tǒng)感應(yīng)耦合并無(wú)多大區(qū)別。仿真2，是對(duì)實(shí)施例1在諧振頻率時(shí)的具體仿真，計(jì)算其傳輸效率，所有參數(shù)設(shè)置均與實(shí)施例1所述的一致，諧振部件2與激勵(lì)部件1的距離為3. 6cm,并保持固定；激勵(lì)部件1與負(fù)載部件3的距離從Ocm到70cm逐漸增大。將裝置的激勵(lì)端與負(fù)載端都調(diào)整成阻抗匹配狀態(tài)，即阻抗為50 Ω，設(shè)置激勵(lì)部件1上的頻率為10. 065MHz,即為諧振部件2的工作頻率f(1，所以諧振部件2發(fā)生自諧振，仿真其傳輸?shù)男嗜鐖D8所示，其中η表示能量傳輸?shù)男剩瑥膱D8可以看到在20cm距離內(nèi)都有大于70%的能量傳輸效率，在35cm距離內(nèi)都有大于50%的傳輸效率。仿真3，是對(duì)實(shí)施例2的具體仿真，計(jì)算其傳輸效率，所有參數(shù)設(shè)置均與實(shí)施例2所述的一致，諧振部件2與激勵(lì)部件1的距離為1cm，并保持固定；激勵(lì)部件1與負(fù)載部件3 的距離從Ocm到20cm逐漸增大。將裝置的激勵(lì)端與負(fù)載端都調(diào)整成阻抗匹配狀態(tài)，即阻抗為50 Ω，設(shè)置激勵(lì)部件1上的頻率為22. 7MHz,因其為諧振部件2的工作頻率&，所以諧振部件2發(fā)生自諧振，仿真其傳輸?shù)男嗜鐖D9所示，其中η表示能量傳輸?shù)男?，從圖9可以看出，本發(fā)明在IOcm距離內(nèi)都有大于50%的能量傳輸效率。以上仿真結(jié)果表明，本發(fā)明與單純電磁感應(yīng)耦合相比，其傳輸效率與距離均得到了大幅的提高。
權(quán)利要求
1.一種基于自諧振電磁感應(yīng)耦合的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，包括激勵(lì)部件(1)、諧振部件 (2)以及負(fù)載部件(3)，激勵(lì)部件(1)外接高頻振蕩電路，其產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)穿過(guò)諧振部件 (2)激發(fā)其產(chǎn)生諧振，并將諧振能量傳輸給負(fù)載部件C3)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其特征在于諧振部件(2)采用單個(gè)管狀螺旋線(xiàn)圈，它與激勵(lì)部件(1)和負(fù)載部件(3)之間的距離分別是 0cm-4cm和0cm-70cm ；該單個(gè)管狀螺旋線(xiàn)圈自身具有分布電感L與分布電容C，在滿(mǎn)足工作頻率/。=^IP時(shí)，構(gòu)成一個(gè)自諧振結(jié)構(gòu)，即當(dāng)激勵(lì)部件(1)產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的頻率為f0時(shí)，管狀螺旋線(xiàn)圈發(fā)生自諧振所產(chǎn)生的磁場(chǎng)耦合到負(fù)載部件C3)上，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，其特征在于激勵(lì)部件(1)和負(fù)載部件 ⑶均采用銅質(zhì)金屬圓環(huán)，這兩個(gè)環(huán)的半徑為Icm至10cm，線(xiàn)徑為Imm至4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，其特征在于管狀螺旋線(xiàn)圈以線(xiàn)徑為 Imm至4mm的銅質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)繞制，其匝數(shù)為5. 5，螺距為3. 6cm，截面半徑為30cm，其工作頻率為 10. 0 士 0. 5MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，其特征在于負(fù)載部件(3)位于管狀螺旋線(xiàn)圈的內(nèi)部，工作狀態(tài)不發(fā)生改變。
5.一種基于自諧振電磁感應(yīng)耦合的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，包括激勵(lì)部件(1)、諧振部件 ⑵以及負(fù)載部件(3)，激勵(lì)部件⑴外接高頻振蕩電路，其產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)穿過(guò)諧振部件(2) 激發(fā)其產(chǎn)生諧振，并將諧振能量傳輸給負(fù)載部件C3)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其特征在于諧振部件(2)采用單個(gè)平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈，它與激勵(lì)部件(1)和負(fù)載部件(3)之間的距離分別是0cm-2cm和0cm-20cm ；該單個(gè)平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈自身具有分布電感L與分布電容C，在滿(mǎn)足工作頻率/o =構(gòu)成一個(gè)自諧振結(jié)構(gòu)，即當(dāng)激勵(lì)部件(1)產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的頻率為fo時(shí)，平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈發(fā)生自諧振所產(chǎn)生的磁場(chǎng)耦合到作為負(fù)載部件(3)上， 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，其特征在于激勵(lì)部件(1)和負(fù)載部件 ⑶均采用銅質(zhì)金屬圓環(huán)，這兩個(gè)環(huán)的半徑為Icm至10cm，線(xiàn)徑為Imm至4mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，其特征在于平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈以線(xiàn)徑為Imm至4mm的銅質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)繞制，其匝數(shù)為5，初始半徑為10cm，截止半徑為15cm，其工作頻率為 22. 5 士 0. 5MHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，其特征在于平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈與負(fù)載部件(3)之間的距離為0時(shí)，即負(fù)載部件(3)位于平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈的中心，工作狀態(tài)不發(fā)生改變。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于自諧振電磁感應(yīng)耦合的無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置，主要解決現(xiàn)有電磁感應(yīng)耦合式無(wú)線(xiàn)能量傳輸裝置在較遠(yuǎn)距離時(shí)能量傳輸效率低的問(wèn)題。它包括激勵(lì)部件(1)、諧振部件(2)以及一個(gè)負(fù)載部件(3)，激勵(lì)部件(1)外接高頻振蕩電路，負(fù)載部件(3)外接負(fù)載電路，諧振部件(2)采用單個(gè)管狀螺旋線(xiàn)圈或單個(gè)平面漸近線(xiàn)螺旋線(xiàn)圈，且位于激勵(lì)部件(1)與負(fù)載部件(3)之間，激勵(lì)部件(1)產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)穿過(guò)諧振部件(2)激發(fā)其產(chǎn)生諧振，并將諧振能量傳輸給負(fù)載部件(3)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為外接負(fù)載電路輸送電能。本發(fā)明具有效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和輻射小的優(yōu)點(diǎn)，可用于對(duì)各種電子設(shè)備的無(wú)線(xiàn)充電與供電。
文檔編號(hào)H02J17/00GK102255399SQ20111019374
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者余世星, 李龍, 范迎春 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)