CN109831002A - 磁共振无线充电的线圈和提高距离增大时效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无线充电领域。本发明提供了一种磁共振无线充电的线圈，接收端线圈和发射端线圈的线与线之间的空隙中设置有绝缘物质层。本发明还提供了提高距离增大时效率的方法：步骤S01：根据磁共振无线充电的发射功率大小计算出线圈电感值；步骤S02：在绕制线圈时，在线圈的线与线之间***绝缘物质层；步骤S03：使用矢量网络分析仪量测线圈电感值，对绕制的线圈进行匝数纠正，步骤S04，开始无线充电。本发明提供的磁共振无线充电的线圈和提高距离增大时效率的方法，隔空距离从3cm增大到4cm时，效率衰减比较慢，效率均在80%以上。所以通过使用在线与线之间***绝缘物质间接增大线圈面积的方法，达到了提高传输效率的目的。
Description
技术领域
本发明属于无线充电领域，涉及一种磁共振无线充电的线圈和提高距离增大时效率的方法。
背景技术
在使用磁共振技术传输中大功率时，例如传输300W功率，当传输效率从80％降低到70％甚至更低时，功率会额外损耗至少30W以上，造成不必要的浪费。实验中发现，当***效率下降到70％甚至更低时，会导致相关元器件发热严重，长时间工作，不利于***的稳定性，所以传输中大功率，需要保持至少80％甚至更高的效率。
磁共振无线充电技术，一般是固定隔空距离进行充电，但是针对某些特殊的使用场景，需要实现一定范围内(厘米级)的无线充电，但是随着距离的增大，无线充电效率又会不可避免的降低，尤其是当距离突破某一个临界点时，效率衰减会十分迅速。所以，为了实现在一定隔空范围内(厘米级)实现中大功率的高效率无线传输，需要提出新办法。
磁场强度和线圈面积成正比关系，在确定输出功率，在线圈电感值不变的情况下，通过增大发射线圈磁场强度，减缓距离增大带来的磁场衰减，从而提高传输效率。增大发射线圈磁场强度的办法有两条：增大发射电流或者增大线圈面积。增大发射电流意味着效率的降低，不可取，只能是增大线圈面面积，如果增大线圈面积，意味着增加线圈的匝数，那么就会改变线圈电感值，破坏了原来的匹配条件，输出功率因此改变。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
磁共振无线传输中，随着距离的增大，效率衰减严重。通过发射电流，效率降低，增大线圈面面积，会改变线圈电感值，破坏了原来的匹配条件，输出功率因此改变。
2、技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种磁共振无线充电的线圈，包括线圈本体，，所述的线圈本体包括发射端线圈和接收端线圈，所述的线圈本体的线与线之间的空隙中设置有绝缘物质层。
所述的绝缘物质层(2)的厚度为根据增大距离情况下，效率衰减情况下效率最高时的厚度。
所述的效率不小于80％。
所述的绝缘物质层的材质为尼龙、橡胶、塑料中的一种或者多种的组合。
本发明还提供了使用所述的磁共振无线充电的线圈提高距离增大时效率的方法：步骤S01：根据磁共振无线充电的发射功率大小计算出线圈电感值；步骤S02：在绕制发射端线圈和接收端线圈时，在线圈的线与线之间***同样厚度的绝缘物质层(2)；步骤S03：使用矢量网络分析仪量测线圈电感值，对绕制的发射端线圈和接收端线圈进行匝数纠正，所述的发射端线圈和接收端线圈的匝数相同；步骤S04：使用步骤S01-步骤S03制作得到的发射端线圈和接收端线圈进行无线充电。
3、有益效果：
本发明提供的磁共振无线充电的线圈和提高距离增大时效率的方法，隔空距离从3cm增大到4cm时，效率衰减比较慢，效率均在80％以上。所以通过使用在线与线之间***绝缘物质间接增大线圈面积的方法，达到了提高传输效率的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例来对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种磁共振无线充电的线圈，包括线圈本体1，所述的线圈本体包括发射端线圈和接收端线圈,所述的线圈本体1的线与线之间的空隙中设置有绝缘物质层2。
在线与线之间***一定厚度的绝缘物质层2，从而增大线与线之间的间隔，间接实现增大线圈面积的同时减少绕线的匝数，从而不改变线圈电感值。
绝缘物质层2的厚度一般不宜过宽，过宽会导致线圈的漏磁严重，反而影响效率，所以所述的绝缘物质层2的厚度为根据增大距离情况下，在衰减情况下效率最高时的厚度。所述的效率不小于80％。
所述的绝缘物质层2的材质为尼龙、橡胶、塑料中的一种或者多种的组合。
本发明还提供了使用所述的磁共振无线充电的线圈提高距离增大时效率的方法：步骤S01：根据磁共振无线充电的发射功率大小计算出线圈电感值；步骤S02：在绕制发射端线圈和接收端线圈时，在线圈的线与线之间***同样厚度的绝缘物质层(2)；步骤S03：使用矢量网络分析仪量测线圈电感值，对绕制的发射端线圈和接收端线圈进行匝数纠正，所述的发射端线圈和接收端线圈的匝数相同；步骤S04：使用步骤S01-步骤S03制作得到的发射端线圈和接收端线圈进行无线充电。
所述的绝缘物质层2的最佳厚度确定方法为：发射端端线圈和接收端线圈选取绝缘物质层2的厚度一样，从窄到宽，记录各个厚度下衰减后的的效率值，取最佳效率值时绝缘物质层(2)的厚度为步骤S02中绝缘物质层2的厚度。
实际上，当效率值达到80％时，就不需要继续增加绝缘物质层2的厚度，取此时的厚度为步骤S02中绝缘物质层2的厚度。
在步骤S03，如果矢量网络分析仪测出线圈电感值偏大，说明绕线匝数偏多，减少一匝，再测试结果，如果测出电感值偏小，说明匝数偏少，增加一匝，这样就根据实际测试情况调整实际电感值从而达到目标电感值的目的。
实施例1
取第一组线圈，此时线圈没有在线与线之间增加绝缘物质层。
去第二组线圈，线圈为通过步骤S01-S03得到发射端线圈和接收端线圈，在线与线之间***绝缘物质层，绝缘物质层的厚度为1mm。
第一组线圈和第二组线圈的参数如下表；
用第一组线圈分别输出xx项目参数：29.4V/8A-10A，在隔空1-4cm时，效率如下：
从以上数据中可以明显看出，隔空距离从3cm增大到4cm时，效率衰减比较快。
用第二组线圈分别输出xx项目参数：29.4V/8A-10A，在隔空1-4cm时，效率如下：
从以上数据中可以明显看出，隔空距离从3cm增大到4cm时，效率衰减比较慢，明显优于第一组线圈且效率均在80％以上。所以通过使用在线与线之间***绝缘物质间接增大线圈面积的方法，达到了提高传输效率的目的。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (8)
1.一种磁共振无线充电的线圈，包括线圈本体（1），所述的线圈本体（1）包括发射端线圈和接收端线圈，其特征在于：所述的线圈本体（1）的线与线之间的空隙中设置有绝缘物质层（2）。
2.如权利要求1所述的磁共振无线充电的线圈，其特征在于：所述的绝缘物质层（2）的厚度为根据增大距离情况下，效率衰减情况下效率最高时的厚度。
3.如权利要求2所述的磁共振无线充电的线圈，其特征在于：所述的效率大于80%。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的磁共振无线充电的发射线圈，其特征在于：所述的绝缘物质层（2）的材质为尼龙、橡胶、塑料中的一种或者多种的组合。
5.一种使用如权利要求1-4任一权利要求所述的磁共振无线充电的线圈提高距离增大时效率的方法：步骤S01：根据磁共振无线充电的发射功率大小计算出线圈电感值；步骤S02：在绕制发射端线圈和接收端线圈时，在线圈的线与线之间***同样厚度的绝缘物质层（2）；步骤S03：使用矢量网络分析仪量测线圈电感值，对绕制的发射端线圈和接收端线圈进行匝数纠正，所述的发射端线圈和接收端线圈的匝数相同；步骤S04：使用步骤S01-步骤S03制作得到的发射端线圈和接收端线圈进行无线充电。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的绝缘物质层（2）的最佳厚度确定方法为：选取绝缘物质层的厚度从窄到宽，记录各个厚度下衰减后的的效率值，取最佳效率值时绝缘物质层（2）的厚度为步骤S02中绝缘物质层（2）的厚度，发射端线圈和接收端线圈选取的绝缘物质层的厚度相同。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的绝缘物质层（2）的最佳厚度确定方法为：选取绝缘物质层的厚度从窄到宽，记录各个厚度下衰减后的的效率值，当效率值大于80%时，此时的厚度为步骤02中绝缘物质层（2）的厚度，发射端线圈和接收端线圈选取的绝缘物质层的厚度相同。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于：选取绝缘物质层（2）的厚度从1mm厚度开始，每次增加的幅度为1mm。
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