CN214255855U - 大功率无线充电***的发射端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了大功率无线充电***的发射端包括：发射线圈、电容和屏蔽层，还包括冷却腔，所述冷却腔内盛有冷媒；所述发射线圈为超导线圈，且设置在所述冷却腔内，由所述冷媒降温；所述电容包括内电容板和外电容板，所述外电容板环绕设置在所述内电容板的外周，且所述内电容板和所述外电容板之间具有间隔；所述电容与所述发射线圈连接，并设置在所述冷却腔内，由所述冷媒降温。本申请的大功率无线充电***的发射端通过使用超导线圈和超导电容，可以在很高的电流密度下工作，从而减小发射端的尺寸，实现大功率无线传输。本申请的电容，在低温环境下与发射线圈实现LC振荡，而不用将线圈引出冷却腔与常规电容相连，提高了效率。

Description

大功率无线充电***的发射端

技术领域

本实用新型涉及无线充电领域，尤其涉及大功率无线充电***的发射端。

背景技术

常规无线输电***中，一般采用铜质线圈作为发射线圈，而铜线圈的损耗随着电流的增大，以二次方地指数增加。在大功率无线传输的情形下，需要输入更大电流，也就需要更多材料来载流，这会导致线路的传输效率的降低和线缆及接插件体积的增加。

实用新型内容

本实用新型提供一种大功率无线充电***的发射端，能够提高无线充电的传输效率，减小线圈的尺寸。

本实用新型的大功率无线充电***的发射端包括：发射线圈、电容和屏蔽层，还包括冷却腔，所述冷却腔内盛有冷媒；所述发射线圈为超导线圈，且设置在所述冷却腔内，由所述冷媒降温；所述电容包括内电容板和外电容板，所述外电容板环绕设置在所述内电容板的外周，且所述内电容板和所述外电容板之间具有间隔；所述电容与所述发射线圈连接，并设置在所述冷却腔内，由所述冷媒降温。

优选的，所述屏蔽层包括超导屏蔽层，设置在所述冷却腔内，由所述冷媒降温，且所述超导屏蔽层位于所述发射线圈底侧。

优选的，所述屏蔽层包括标准屏蔽层，设置在在所述冷却腔外，且所述标准屏蔽层位于所述发射线圈底侧。

优选的，所述标准屏蔽层为铁氧体屏蔽层。

优选的，所述冷却腔为封闭腔，且所述冷却腔的外壁至少具有两层，每层之间间隔设置，且在间隔内具有隔热层。

优选的，所述隔热层位真空层；或者所述隔热层为玻璃纤维、石棉、岩棉中的一种或几种。

优选的，还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置在所述冷却腔外。

本申请的大功率无线充电***的发射端通过使用超导线圈和超导电容，可以在很高的电流密度下工作，从而减小发射端的尺寸，实现大功率无线传输。本申请的电容，在低温环境下与发射线圈实现LC振荡，而不用将线圈引出冷却腔与常规电容相连，提高了效率。

附图说明

图1为本实用新型大功率无线充电***的发射端的示意图；

图2为本实用新型大功率无线充电***的发射端中屏蔽层和冷却腔的***图；

图3为本实用新型大功率无线充电***的发射端中电容的示意图。

附图标记：

发射线圈1；电容2；屏蔽层3；冷却腔4；内电容板21；外电容板22；超导屏蔽层31；标准屏蔽层32；交流供电电源61；整流滤波模块62；逆变模块63。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型公开一种大功率无线充电***的发射端，此处大功率可以是用于电动汽车无线充电的情形，这里的大功率是用于区别给手机等无线充电的小功率而言，一般的超过1KW就可以认为是大功率，例如6KW的充电功率。

如图1所示，发射端包括交流供电电源61、整流滤波模块62、逆变模块63和发射线圈1、电容2和屏蔽层3，这里的电容2是指和和发射线圈1配合，实现LC震荡的震荡电容。

工作中交流供电电源61输出交流电，经过整流滤波模块62和逆变模块63，电能输送到发射线圈1，用于向接收端发射无线电能。

发射线圈1和和电容均由高温超导带材制成而成，为使发射线圈1工作在超导状态，本申请与常规无线电能传输***不同的是需要增加冷却腔4，冷却腔内盛放有冷媒，优选的使用液氮作为冷媒。当然，冷却腔4是为发射线圈1和电容2提供低温工作环境的冷却***的一部分，整个冷却***还可以包括例如冷媒循环、温度监控、温度控制等多个零部件。或者也可以理解为，冷却腔4内包含了制冷机、冷媒循环、温度监控、温度控制等多个零部件。

将发射线圈1和电容2置于液氮中，一般液氮温度可以达到77K，制冷机是对液氮进行降温的设备。当用液氮对发射线圈1和电容2行冷却时，能保证他们始终保持在超导状态。

在无线充电***中，除了发射端还应该具有接收端，在追求高效率时，接收端的零部件，例如接收线圈，也可以使用超导材料，并同样保持工作温度。但是在考虑成本控制，和制备难度时，可以只在发射端使用超导材料，因为超导材料作为发射线圈1的确比作为接收线圈的传输效率高很多，发射端也容易实现低温环境，因此超导材料更适于作为发射线圈1。而接收侧一般比较难以配置低温***，可使用常规线圈。即本申请中的发射线圈1和电容2，当然，也可以将其他部分，例如传输的电路等，也使用超导材料。

电容2包括内电容板21和外电容板22，外电容板22环绕设置在内电容板21的外周，且内电容板21和外电容板22之间具有间隔。电容2可以呈圆柱体，具有内层和外层，内层是呈圆环的内电容板21，外层是呈圆环的外电容板22，且外层环绕嵌套在内层外侧。两层之间具有间隙。

该电容2是超导材料制成的电容，浸泡在液氮中，常规电容器无法在低温下工作(不能浸泡在液氮中)，需要较长的铜线与超导材料制成的发射线圈1相连接。为了进一步提高传输效率，采用超导材料制作成上述的圆柱形电容2。内电容板21和外电容板22之间的间隙是空气，作为绝缘层。电容2和发射线圈1连接在后共同放置在冷却腔中，组成超导LC谐振回路。

屏蔽层3可以有一层或者多层。在屏蔽层是一层时，可以选择超导屏蔽层31和标准屏蔽层32中的一个，当具有多层时，超导屏蔽层31和标准屏蔽层32可以同时设置。

下面分别对两种屏蔽层进行说明。

如图2所示，超导屏蔽层31，设置在冷却腔内，由冷媒降温，且所述超导屏蔽层31位于所述发射线圈1底侧。超导屏蔽层31和发射线圈1共同放置在冷却腔中。当材料从一般状态相变至超导态时，会对磁场产生排斥现象，这种现象被称为迈斯纳效应。超导屏蔽层31具有这种反磁性效应，把磁力线向外排斥,使其内部达到磁屏蔽的效果。

标准屏蔽层32，设置在在所述冷却腔外，且标准屏蔽层32位于发射线圈1底侧。该标准屏蔽层32可以采用例如铝屏蔽层、铁氧体屏蔽层等。相比超导屏蔽层31，标准屏蔽层32无需冷却腔降温。

当然，在无线充电中，可能还会用到的其他零部件，都可以正常的使用在本申请中。例如还可以包括通讯器，该通讯器设置在冷却腔外，与接收端通讯使用。

上述使用的超导屏蔽层31，大面积使用时，可以取消原有无线充电中铁氧体的使用，因为超导屏蔽层31本身具有对磁场的“抗磁”特性(迈斯纳效应)，不需要额外设置铁氧体。如果考虑到大面积使用超导屏蔽层31的成本，可以减少面积，只在有必要的位置设置铁氧体即可。在一些实施例中，同时使用了超导屏蔽层31和标准屏蔽层32，在一定程度上也能解决该问题。

冷却腔4为封闭腔，且冷却腔4的外壁至少具有两层，每层之间间隔设置，且在间隔内具有隔热层。所述隔热层位真空层；或者所述隔热层为玻璃纤维、石棉、岩棉中的一种或几种。

在冷却腔4中，还设置有温度传感器，以便于获取温度，保证超导材料的工作稳定性。考虑到传感器可能对于低温的工况的性能，可以将传感器设置在隔热层中，通过隔热层的温度间接判断冷却腔的温度。在一些实施例中，冷却腔4设置有冷媒循环设备，温度传感器也可以设置冷媒的循环路径上。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种大功率无线充电***的发射端，所述发射端包括：发射线圈、电容和屏蔽层(3)，其特征在于，

还包括冷却腔(4)，所述冷却腔(4)内盛有冷媒；

所述发射线圈(1)为超导线圈，且设置在所述冷却腔(4)内，由所述冷媒降温；

所述电容(2)为超导电容，包括内电容板(21)和外电容板(22)，所述外电容板(22)环绕设置在所述内电容板(21)的外周，且所述内电容板(21)和所述外电容板(22)之间具有间隔；

所述电容(2)与所述发射线圈(1)连接，并设置在所述冷却腔(4)内，由所述冷媒降温。

2.根据权利要求1所述大功率无线充电***的发射端，其特征在于，

所述屏蔽层(3)包括超导屏蔽层(31)，设置在所述冷却腔内，由所述冷媒降温，且所述超导屏蔽层(31)位于所述发射线圈(1)底侧。

3.根据权利要求2所述大功率无线充电***的发射端，其特征在于，

所述屏蔽层(3)包括标准屏蔽层(32)，设置在所述冷却腔外，且所述标准屏蔽层(32)位于所述发射线圈(1)底侧。

4.根据权利要求3所述大功率无线充电***的发射端，其特征在于，

所述标准屏蔽层(32)为铁氧体屏蔽层。

5.根据权利要求1所述大功率无线充电***的发射端，其特征在于，

所述冷却腔(4)为封闭腔，且所述冷却腔(4)的外壁至少具有两层，每层之间间隔设置，且在间隔内具有隔热层。

6.根据权利要求5所述大功率无线充电***的发射端，其特征在于，

所述隔热层位真空层；

或者所述隔热层为玻璃纤维、石棉、岩棉中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述大功率无线充电***的发射端，其特征在于，

所述冷却腔(4)上设置有冷媒循环装置，在冷媒循环的路径上，设置有温度传感器。

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