專利名稱：一種諧振式無線能量傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型的遠(yuǎn)距離高效率無線能量傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便、非輻射性磁諧振無線能量傳輸串并聯(lián)完備電路模型，可應(yīng)用在無線充電電子產(chǎn)品或者無線電力傳輸中，以實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)要求的距離范圍內(nèi)顯著提高無線充電效率，或者保持較高效率情況下極大地增加能量傳輸距離。
背景技術(shù)：
磁耦合諧振式無線能量傳輸技術(shù)是近兩年提出的世界前沿課題，該技術(shù)思路最早由美國麻省理工學(xué)院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic研究小組于2006年11月在美國AIP工業(yè)物理論壇上提出，并于2007年6月進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，相隔2. 16m隔空將一只 60W燈泡點(diǎn)亮。這是一種全新的技術(shù)，區(qū)別于基于普通電磁感應(yīng)的近場(chǎng)耦合，通過使接收線圈和發(fā)射線圈產(chǎn)生共振來實(shí)現(xiàn)能量的無線傳輸。本質(zhì)上，這個(gè)過程與量子隧道效應(yīng)相似，只是電磁波替代了量子力學(xué)中的波函數(shù)。該技術(shù)可在有障礙物的情況下傳輸，傳輸距離可達(dá)到米級(jí)范圍。但目前此方案均采用線圈電感與分離電容串聯(lián)來組成LC振蕩回路，在一倍線圈直徑距離內(nèi)最高擁有不超過80%的能量傳輸效率。隨著距離增大，傳輸效率迅速下降。 兩倍直徑距離時(shí)的能量傳輸效率只有20%左右，大部分能量都耗散在空間中，這使得該方案目前無法進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。該方案的另一個(gè)缺點(diǎn)是需要初次級(jí)線圈共四個(gè)，體積龐大，設(shè)計(jì)復(fù)雜，對(duì)于將來設(shè)計(jì)便攜式無線充電產(chǎn)品是不適用的。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實(shí)用新型的目的是提供一種諧振式無線能量傳輸裝置，該系統(tǒng)能夠進(jìn)一步大幅度提高無線能量傳輸?shù)男?，增大傳輸距離；同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便的特
點(diǎn)ο技術(shù)方案本實(shí)用新型的諧振式無線能量傳輸裝置包括高頻發(fā)射電源，能量發(fā)射線圈，能量接收線圈和第一電容，第二電容，第三電容，第四電容；其中，能量發(fā)射線圈與能量接收線圈相對(duì)放置，能量發(fā)射線圈兩端引線并聯(lián)一個(gè)電容，然后再將這個(gè)并聯(lián)電路串聯(lián)上第一電容組成發(fā)射電路，最后將該發(fā)射電路連接高頻發(fā)射電源；能量接收線圈兩端引線并聯(lián)第三電容，然后再將這個(gè)并聯(lián)電路串聯(lián)上第四電容組成接收電路，最后將接收電路連接接收負(fù)載。能量傳輸線圈與并聯(lián)電容和串聯(lián)電容一起形成諧振電路，諧振頻率滿足 f _ 1 _ 權(quán)利要求1.一種諧振式無線能量傳輸裝置，其特征在于該裝置包括高頻發(fā)射電源(1)，能量發(fā)射線圈(4)，能量接收線圈(5)和第一電容(2)，第二電容(3)，第三電容(6)，第四電容(7)； 其中，能量發(fā)射線圈(4)與能量接收線圈(5)相對(duì)放置，能量發(fā)射線圈(4)兩端引線并聯(lián)一個(gè)電容(3)，然后再將這個(gè)并聯(lián)電路串聯(lián)上第一電容(2)組成發(fā)射電路，最后將該發(fā)射電路連接高頻發(fā)射電源(1);能量接收線圈(5)兩端引線并聯(lián)第三電容(6)，然后再將這個(gè)并聯(lián)電路串聯(lián)上第四電容(7)組成接收電路，最后將接收電路連接接收負(fù)載(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振式無線能量傳輸裝置，其特征在于能量傳輸線圈與并聯(lián)電容和串聯(lián)電容一起形成諧振電路，諧振頻率滿足 1 ° _ 2^1,(0, + 0,) — 2^￡2(C3 + Q)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振式無線能量傳輸裝置，其特征在于第一電容(2)，第二電容(3)，第三電容(6)，第四電容(7)可任意取值，但是對(duì)于源和負(fù)載匹配的情況下要滿
專利摘要一種基于串并聯(lián)電路模型的非輻射性磁諧振能量傳輸系統(tǒng)，由一對(duì)全等的線圈和附加電容所組成的電路構(gòu)成，其特征在于與線圈所連接的電路為串并聯(lián)電路模型，即線圈兩頭引線并聯(lián)一個(gè)電容，然后再將這個(gè)并聯(lián)電路串聯(lián)上另一個(gè)電容，最后將發(fā)射線圈連接高頻發(fā)射電源，接收線圈連接接收負(fù)載。此新系統(tǒng)擁有串聯(lián)電路和并聯(lián)電路模型各自的優(yōu)點(diǎn)，大幅度提高了傳輸效率，增大了傳輸距離。同時(shí)，可以通過調(diào)整串聯(lián)電容和并聯(lián)電容以實(shí)現(xiàn)不同距離下的最大能量傳輸效率。
文檔編號(hào)H02J17/00GK201956756SQ20112000544
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者劉碩, 周永春, 崔鐵軍, 程強(qiáng), 陳林輝 申請(qǐng)人:東南大學(xué)