CN205565905U - 谐振线圈耦合的3d球体模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种谐振线圈耦合的3D球体模型,属于无线供电领域,其包括一个发射谐振环,发射谐振环包括串联或并联的发射线圈与谐振电容,发射线圈由三个发射子线圈相互垂直组合而成,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴和Z轴重合,三个发射子线圈相互连接的方式有两种:串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。本实用新型可以解决球体环境中使用电器的无线供电问题,不仅可以解决用电器在水平移动和垂直移动时的无线供电,也能解决用电器处于任意状态下的无线供电,提高了电器的自由度和安全性,也为电器的防水密封带来方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种球体3D空间内无线供电的发射模型,属于无线供电领域。
背景技术
在一些球体的建筑或设备中,需要对一些移动电器进行无线供电,即需要在这样的建筑物中形成一个球形的磁场覆盖区,在这个区域内的移动电器,当它任意移动时,在区域内的任何一点都可以对它实现无线供电。本实用新型针对这种情形建立一个无线供电的发射模型。
实用新型内容
本实用新型是针对球体环境中,电器任意移动时无线供电的3D球形发射模型,称为谐振线圈耦合的3D球体模型。
本实用新型采用以下技术实现方案:
谐振线圈耦合的3D球体模型,包括一个发射谐振环,发射谐振环包括串联或并联的发射线圈与谐振电容,发射线圈由三个发射子线圈相互垂直组合而成,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴和Z轴重合,三个发射子线圈相互连接的方式有两种:串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。
进一步,上述三个发射子线圈的平面相互垂直。
进一步,所述三个发射子线圈的形状相同、大小相等。
谐振线圈耦合的3D球体模型,包括一个发射谐振环,发射谐振环包括串联或并联的发射线圈与谐振电容,发射线圈由三个发射子线圈相互组合而成,三个发射子线圈的法线有任意2个分别与X轴、Y轴或Z轴重合,另外一个发射子线圈的法线与3轴中剩余的轴之间形成一夹角,三个发射子线圈相互连接的方式有两种:串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。
进一步,上述三个发射子线圈的平面有2个相互垂直,剩余一个与其他2个不垂直。
进一步,所述三个发射子线圈的形状相同、大小相等。
谐振线圈耦合的3D球体模型,包括一个发射谐振环,发射谐振环包括串联或并联的发射线圈与谐振电容,发射线圈由三个发射子线圈相互组合而成,三个发射子线圈的法线有任意1个与X轴、Y轴或Z轴重合,另外二个发射子线圈的法线与3轴中剩余的2轴之间分别形成一夹角,三个发射子线圈相互连接的方式有两种:串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。
进一步,上述三个发射子线圈的平面均不相互垂直。
进一步,上述发射子线圈的形状可以为圆形、椭圆形或其他形状。
当发射谐振环工作时,法线与X轴重合的发射子线圈通电后,在该子线圈平面的两侧、X轴方向上形成向一个磁场,同时,法线与Y轴重合或具有一夹角的发射子线圈通电后,在该子线圈平面的两侧、Y轴方向上形成向一个磁场,同样,法线与Z轴重合或具有一夹角的发射子线圈通电后,在该子线圈平面的两侧、Z轴方向上形成向一个磁场,这样便在三个发射子线圈覆盖的球形区域内形成了一个全方位的3D磁场;
在这个3D磁场内,放置一个接收谐振环,不论接收线圈处于什么方位,也不论接收线圈的平面如何,接收线圈都能切割磁力线产生电能,实现无线供电。
本实用新型定义如下
(定义一)根据绕制方式的不同,线圈分为松散型线圈和紧密型线圈,线圈中每一圈之间有空隙的称为松散型线圈,反之,如果每一圈相邻的绕线都紧贴则称之为紧密型线圈。
(定义二)工作于谐振状态下的线圈与电容的连接有两种连接方式:串联和并联,谐振状态下这种由一个线圈与一个电容的组合称之为谐振环,无线供电***中至少有两个谐振环,一个是发射谐振环,它由一个发射线圈和一个电容串联或并联组成,另一个是接收谐振环,它由一个接收线圈和一个电容串联或并联而成。
(定义三)一个等效线圈由两个或两个以上的子线圈串联或并联组成,一个等效电容由两个或两个以上的电容串联或并联而成。
(定义四)法线,指的是经过线圈平面的中心并且垂直于线圈平面的线。
实施效果:本实用新型所述的谐振线圈耦合的3D球体模型,可以解决球体环境中使用电器的无线供电问题,不仅可以解决用电器在水平移动和垂直移动时的无线供电,也能解决用电器处于任意状态下的无线供电,提高了电器的自由度和安全性,也为电器的防水密封带来方便。
附图说明
图1为发射谐振环中的发射线圈示意图,L1、L2、L3表示发射线圈的三个发射子线圈,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴、Z轴重合,三个发射子线圈的平面相互垂直。
图2A是一个并联型的LC谐振环原理图,L1、L2、L3表示三个发射子线圈,C表示谐振电容或等效谐振电容,三个发射子线圈全部并联,然后与谐振电容C并联。
图2B是一个串联型的LC谐振环原理图,L1、L2、L3表示三个发射子线圈,C表示谐振电容或等效谐振电容,三个发射子线圈全部串联,然后与谐振电容C串联。
图2C是一个混合型的LC谐振环原理图,L1、L2、L3表示三个发射子线圈,C表示谐振电容或等效谐振电容,三个发射子线圈全部并联,然后与谐振电容C串联。
图2D是一个混合型的LC谐振环原理图,L1、L2、L3表示三个发射子线圈,C表示谐振电容或等效谐振电容,三个发射子线圈全部串联,然后与谐振电容C并联。
图3为实施例1发射谐振环中的发射线圈以及接收谐振环中的接收线圈示意图,L1、L2、L3表示发射线圈的三个发射子线圈,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴、Z轴重合,三个发射子线圈的平面相互垂直;LR表示接收谐振环中的接收线圈,这是一个单一的平面线圈。
图4为实施例2发射谐振环中的发射线圈以及接收谐振环中的接收线圈示意图,L1、L2、L3表示发射线圈的三个发射子线圈,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴、Z轴重合,三个发射子线圈的平面相互垂直;LR表示接收谐振环中的接收线圈,这也是一个由三个接收子线圈组成的球形立体线圈。
具体实施方式
以下结合附图采用实例对上述谐振线圈耦合的3D球体模型作进一步说明:
附图1为发射谐振环中的发射线圈示意图,发射线圈由三个发射子线圈L1、L2、L3相互垂直组合而成,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴、Z轴重合,三个发射子线圈的形状相同、大小相等,线圈的法线分别与X轴、Y轴和Z轴重合,三个发射子线圈相互连接的方式有两种:串联和并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射等效线圈,如附图2A-2D所示,图2A中,三个发射子线圈L1、L2、L3全部并联,同时与谐振电容C并联,组成一个并联型的LC谐振环;图2B中,三个发射子线圈L1、L2、L3全部串联,同时与谐振电容C串联,组成一个串联型的LC谐振环;图2C中,三个发射子线圈L1、L2、L3全部并联,然后与谐振电容C串联,组成一个串联型的LC谐振环;图2D中,三个发射子线圈L1、L2、L3全部串联,然后与谐振电容C并联,组成一个并联型的LC谐振环。
以上四种谐振环不论哪一种,当发射谐振环工作时,法线与X轴重合的发射子线圈通电后,在该子线圈平面的两侧、X轴方向上形成向一个磁场,同时,法线与Y轴重合的发射子线圈通电后,在该子线圈平面的两侧、Y轴方向上形成向一个磁场,同样,法线与Z轴重合的发射子线圈通电后,在该子线圈平面的两侧、Z轴方向上形成向一个磁场,这样便在三个发射子线圈覆盖的球形区域内形成了一个全方位的3D磁场;在这个3D磁场内,放置一个接收谐振环,不论接收线圈处于什么方位,也不论接收线圈的平面如何,接收线圈都能切割磁力线产生电能,实现无线供电。
实施例1
平面型谐振接收环在本谐振线圈耦合的3D球体模型中的应用。
附图3中,组成发射线圈的三个发射子线圈L1、L2、L3相互垂直组合而成,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴、Z轴重合,三个发射子线圈的形状相同、大小相等,线圈的法线分别与X轴、Y轴和Z轴重合,谐振线圈工作后,在三个发射子线圈覆盖的球形区域内形成了一个全方位的3D磁场,置于这个磁场中的平面型谐振接收环LR,不论它的方位如何,都能切割至少一个发射子线圈产生的磁场,从而产生电能,为用电器供电。本实施例发射子线圈的形状为圆形,也可以为椭圆形或其他形状。
实施例2
立体型谐振接收环在本谐振线圈耦合的3D球体模型中的应用。
附图4中,组成发射线圈的三个发射子线圈L1、L2、L3相互垂直组合而成,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴、Z轴重合,三个发射子线圈的形状相同、大小相等,线圈的法线分别与X轴、Y轴和Z轴重合,谐振线圈工作后,在三个发射子线圈覆盖的球形区域内形成了一个全方位的3D磁场,置于这个磁场中的球形谐振接收环,它的谐振接收天线LR是由三个接收子线圈组成的球形立体接收线圈,不论它的方位如何,都能同时切割三个发射子线圈产生的磁场,从而产生电能,为用电器供电。
球形立体接收线圈的结构与本3D球形发射模型中的发射线圈的结构相同,具有相同的绕制方法。
球形谐振接收环,由于它具有球形立体接收线圈,因此比平面型谐振接收环具有更高的效率。
本实施例发射子线圈的形状为圆形,也可以为椭圆形或其他形状。
实施例3
谐振线圈耦合的3D球体模型,它由一个发射谐振环组成,即由一个发射线圈与一个谐振电容串联或并联组成,其中发射线圈由三个发射子线圈相互组合而成,三个发射子线圈的形状相同、大小相等,三个发射子线圈的法线有任意2个分别与X轴、Y轴或Z轴重合,另外一个发射子线圈的法线与3轴中剩余的轴之间形成一夹角,即上述三个发射子线圈的平面有2个相互垂直,剩余一个与其他2个不垂直。三个发射子线圈相互连接的方式有两种:串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。本实施例发射子线圈的形状为圆形,也可以为椭圆形或其他形状。
实施例4
谐振线圈耦合的3D球体模型,它由一个发射谐振环组成,即由一个发射线圈与一个谐振电容串联或并联组成,其中发射线圈由三个发射子线圈相互组合而成,三个发射子线圈的形状相同、大小相等,三个发射子线圈的法线有任意1个与X轴、Y轴或Z轴重合,另外二个发射子线圈的法线与3轴中剩余的2轴之间分别形成一夹角,即上述三个发射子线圈的平面均不相互垂直。三个发射子线圈相互连接的方式有两种:串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。本实施例发射子线圈的形状为圆形,也可以为椭圆形或其他形状。
本实用新型上述实施例的谐振线圈耦合的3D球体模型,可以解决球体环境中的用电器的无线供电问题,不仅可以解决用电器在水平移动和垂直移动时的无线供电,也能解决用电器处于任意状态下的无线供电,提高了电器的自由度和安全性,也为电器的防水密封带来方便。
Claims (8)
1.谐振线圈耦合的3D球体模型,特征在于,包括一个发射谐振环,发射谐振环包括串联或并联的发射线圈与谐振电容,发射线圈由三个发射子线圈相互垂直组合而成,三个发射子线圈的法线分别与X轴、Y轴和Z轴重合,三个发射子线圈相互串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。
2.根据权利要求1所述的谐振线圈耦合的3D球体模型,特征在于,所述三个发射子线圈的平面相互垂直。
3.谐振线圈耦合的3D球体模型,特征在于,包括一个发射谐振环,发射谐振环包括串联或并联的发射线圈与谐振电容,发射线圈由三个发射子线圈相互组合而成,三个发射子线圈的法线有任意2个分别与X轴、Y轴或Z轴重合,另外一个发射子线圈的法线与3轴中剩余的轴之间形成一夹角,三个发射子线圈相互串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。
4.根据权利要求3所述的谐振线圈耦合的3D球体模型,特征在于,所述三个发射子线圈的平面有2个相互垂直,剩余一个与其他2个不垂直。
5.根据权利要求1或2或3所述的谐振线圈耦合的3D球体模型,特征在于,所述三个发射子线圈的形状相同、大小相等。
6.根据权利要求1或2或3所述的谐振线圈耦合的3D球体模型,特征在于,所述发射子线圈的形状为圆形或椭圆形。
7.谐振线圈耦合的3D球体模型,特征在于,包括一个发射谐振环,发射谐振环包括串联或并联的发射线圈与谐振电容,发射线圈由三个发射子线圈相互组合而成,三个发射子线圈的法线有任意1个与X轴、Y轴或Z轴重合,另外二个发射子线圈的法线与3轴中剩余的2轴之间分别形成一夹角,三个发射子线圈相互串联或并联,串联或并联后形成的等效线圈称为发射线圈;谐振电容是一个单体电容,或者是由几个单体电容组成的等效电容。
8.根据权利要求7所述的谐振线圈耦合的3D球体模型,特征在于,所述三个发射子线圈的平面均不相互垂直。
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CN201620247926.5U CN205565905U (zh) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 谐振线圈耦合的3d球体模型 |
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CN105634151A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-01 | 中惠创智无线供电技术有限公司 | 谐振线圈耦合的3d球体模型 |
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- 2016-03-29 CN CN201620247926.5U patent/CN205565905U/zh active Active
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