CN207021781U - 一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构 - Google Patents
一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，包括发射端和接收端，所述发射端包括多个距离接收端由远及近的独立线圈，电容和投切开关，所述独立线圈分别与一个与其对应的电容和投切开关连接，所述多个独立线圈依次连接。本实用新型的优点在于：其通过开关的开通和闭合改变发射端，实现发射端和接收端间距离发生变化时，保障接收端的功率、电压和电流的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构。
背景技术
随着科技的进步，电子设备与我们的生活息息相关，几乎所有电子设备的运行，都离不开各种的能量传输装置。
目前无线电能传输技术中常用的线圈，其结构在***正常运行中都是固定不变的，随着两线圈间的距离发生变化时，线圈间的互感和耦合系数发生变化。这种线圈结构设计，在特定距离内、某一频率段传输效率能够达到很高，当两线圈间距离发生变化时，传输效率会迅速下降。这种线圈结构严重限制了共振磁耦合无线电能传输技术的应用范围，特别是一些距离因素易受影响的场所，如电动汽车充电、机器人充电、医疗植入器官充电等。
发明内容
本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其在两线圈间的距离发生变化时，通过切换重组线圈的开关，改变进行能量传输的线圈数量，调整线圈的自感、互感、品质因数和耦合系数等，保证发射端和接收端间距离变化在一定范围内，接收端所接收的功率、电压和电流的稳定性，有利于无线电能传输技术的广泛运用。
为实现上述目的，本发明所涉及的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，包括发射端和接收端，所述发射端包括多个距离接收端由远及近的独立线圈，电容和投切开关，所述独立线圈分别与一个与其对应的电容和投切开关连接，所述多个独立线圈依次连接。
进一步地，所述接收端包括接收线圈和接收电容，所述接收线圈与接收电容连通。
更进一步地，所述发射端和接收端内的独立线圈和匹配电容均已在预设频率下满足谐振要求，即：
其中，f为单端重组线圈预设的共振频率；lTX1、lTX2、lTX3…lTXn(n≥2) 为独立线圈电感值；cTXn(n≥2)为匹配电容值；lRX为接收端独立线圈电感值； cRX为接收端匹配电容值。
作为优选项，所述发射端包括4个独立线圈，所述4个独立线圈与接收端由远及近依次排列。
作为实施例之一，所述独立线圈为螺旋结构。
作为实施例之二，所述独立线圈为涡状结构。
作为实施例之一，所述独立线圈和对应电容的连接方式为并联结构。
作为实施例之二，所述独立线圈和对应电容的连接方式为串联结构。
本发明的优点在于：其通过开关的开通和闭合改变发射端，实现发射端和接收端间距离发生变化时，保障接收端的功率、电压和电流的稳定性。
附图说明
图1为本发明的***结构示意图；
图2为实施例中的***结构示意图；
图3为一个独立线圈工作的电路示意图；
图4为两个独立线圈工作的电路示意图；
图5为三个独立线圈工作的电路示意图；
图6为四个独立线圈工作的电路示意图；
图7为螺旋独立线圈的结构示意图；
图8为涡状独立线圈的结构示意图；
图9为独立线圈和电容并联时的电路示意图；
图10为独立线圈和电容并联时的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1所示的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，包括发射端和接收端，所述发射端包括多个距离接收端由远及近的独立线圈，电容和投切开关，所述独立线圈分别与一个与其对应的电容和投切开关连接，所述多个独立线圈依次连接。所述接收端包括接收线圈和接收电容，所述接收线圈与接收电容连通。所述发射端和接收端内的独立线圈和匹配电容均已在预设频率下满足谐振要求，即：
其中，f为单端重组线圈预设的共振频率；lTX1、lTX2、lTX3…lTXn(n≥2) 为独立线圈电感值；cTXn(n≥2)为匹配电容值；lRX为接收端独立线圈电感值； cRX为接收端匹配电容值。所述发射端包括4个独立线圈，所述4个独立线圈与接收端由远及近依次排列。
作为实施例之一，所述独立线圈为螺旋结构。所述独立线圈和对应电容的连接方式为并联结构。
作为实施例之二，所述独立线圈为涡状结构。所述独立线圈和对应电容的连接方式为并联结构。
作为实施例之三，所述独立线圈为涡状结构。所述独立线圈和对应电容的连接方式为串联结构。
作为实施例之四，所述独立线圈为螺旋结构。所述独立线圈和对应电容的连接方式为串联结构。
实际使用时：
多个投切开关每次只有一个处于闭合状态，其他开关均处于断开状态。当两线圈间的距离发生变化时，通过不同投切开关的开关状态的变化，可以调控发射端的变化，保障接收端功率、电压和电流在一定范围内的稳定性。
如图2～6所示，为本实施例中选取发射端独立线圈个数n为4进行具体说明。
图3所示为投切开关STX1闭合，投切开关STX2、STX3和STX4断开，发射端只有一个独立线圈TX1和匹配电容CTX1组成。发射端和接收端满足：
图4所示为投切开关STX2闭合，投切开关STX1、STX3和STX4断开，发射端有两个独立线圈TX1、TX2和匹配电容CTX2组成。发射端和接收端满足：
图5所示为投切开关STX3闭合，投切开关STX1、STX2和STX4断开，发射端有三个独立线圈TX1、TX2、TX3和匹配电容CTX3组成。发射端和接收端满足：
图6所示为投切开关STX4闭合，投切开关、STX2和STX3断开，发射端四个独立线圈TX1、TX2、TX3、TX4和匹配电容CTX4组成。发射端和接收端满足：
发射端独立线圈的个数n不限于上述实施例中的4，n可取大于1的任意整数，具体取值根据实际的需求设计而定。
如图7～8，是本发明的独立线圈结构。图7展示的是独立线圈一种螺旋结构，图8展示的是独立线圈一种涡状结构。独立线圈结构并不仅限于所展示的结构，线圈的圈数、直径、线径、形状等均可根据实际需要进行设计。
如图9～10，是本发明的独立线圈和匹配电容的连接方式图。图9所示为独立线圈和匹配电容并联结构，图10所示为独立线圈和匹配电容串联结构。两种结构在运用时根据实际需求进行选择。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其特征在于：包括发射端和接收端，所述发射端包括多个距离接收端由远及近的独立线圈，电容和投切开关，所述独立线圈分别与一个与其对应的电容和投切开关连接，所述多个独立线圈依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其特征在于：所述接收端包括接收线圈和接收电容，所述接收线圈与接收电容连通。
3.根据权利要求2所述的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其特征在于：所述发射端和接收端内的独立线圈和匹配电容均已在预设频率下满足谐振要求，即：
其中，f为单端重组线圈预设的共振频率；lTX1、lTX2、lTX3…lTXn(n≥2)为独立线圈电感值；cTXn(n≥2)为匹配电容值；lRX为接收端独立线圈电感值；cRX为接收端匹配电容值。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其特征在于：所述发射端包括4个独立线圈，所述4个独立线圈与接收端由远及近依次排列。
5.根据权利要求4所述的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其特征在于：所述独立线圈为螺旋结构。
6.根据权利要求4所述的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其特征在于：所述独立线圈为涡状结构。
7.根据权利要求5或6所述的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其特征在于：所述独立线圈和对应电容的连接方式为并联结构。
8.根据权利要求5或6所述的一种无线电能传输技术的单端重组线圈结构，其特征在于：所述独立线圈和对应电容的连接方式为串联结构。
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| CN110571947A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-13 | 上海瞳鳗智能科技有限公司 | 多功能模式电路及无线电能传输*** |
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