[发明专利]基于旋转磁场的非接触式充电设备及充电方法

说明书

本发明公开了一种基于旋转磁场的非接触式充电设备及充电方法，其中充电设备包括：能量发射器，用于连接外部电源，并产生旋转磁场；至少一个能量接收器，其包括软磁体，围绕在软磁体上经旋转磁场的磁力线切割后产生电流的线圈，用于储存所述电流的整流电能储存装置，与整流电能储存装置电连接的充电电路。本发明利用旋转磁场切割导线产生电流，可以实现远距离传输，并且功率高、对于接收器的体积或尺寸没有限制，是一种全新的无线充电技术。

技术领域

本发明涉及无线充电技术（Wireless charging technology；Wireless chargetechnology），也叫非接触式无线充电技术，尤其涉及一种可实现远距离充电的非接触式充电设备。

背景技术

无线充电技术（Wireless charging technology；Wireless charge technology）源于无线电能传输技术，现有的无线电充电技术主要有以下三种方式：

1．电磁感应式无线充电设备

主要应用于小功率的电子设备，如对手机充电的Qi方式。电磁感应式无线充电设备的工作原理在于：初级线圈通以一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。电磁感应式充电方式是目前最为常见的非接触式充电解决方案，其中比亚迪公司早在2005年12月就申请了相关的非接触感应式充电器专利，使用的就是电磁感应技术。

但是，电磁感应式设备的初级线圈与次级线圈的距离必须要保持很近，需要在约毫米量级的范围内，属于近场能量传输，当两个线圈距离拉开时，能量传输就会中断，无法满足中远距离传输需求。

2．磁场共振式无线充电设备

该设备由能量发送装置和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量，是目前正在研究的一种技术，由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。该实验中使用的线圈直径达到50cm，还无法实现商用化，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降。

由此可见，磁场共振技术具有中远距离能量传输能力，能将一两米外的60瓦灯泡点亮，具有较大的功率传输能力，但是发射和接收装置体积过大，不适合便携式电子产品的要求。

3．无线电波式

还有一种无线电能收集技术，这是发展较为成熟的技术，类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。此种技术可进行能量的远距离传输，但传送能量非常弱，只适合超低功耗的电子设备使用，类似太阳能供电。而现今如手机等常用便携电子设备，功耗都远高于此项技术所能传输之电能，因此无法应用上述技术。

因此，如何提供一种传输效率高、可进行中远距离传输的非接触充电装置是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种基于旋转磁场的非接触式充电设备，包括：

能量发射器，用于连接外部电源，并产生旋转磁场；

至少一个能量接收器，其包括软磁体，围绕在软磁体上经旋转磁场的磁力线切割后产生电流的线圈，用于储存所述电流的整流电能储存装置，与整流电能储存装置电连接的充电电路。

优选的，所述围绕在软磁体上的线圈为多组绕线方向不同的线圈，各线圈不同的绕线方向使能量接收器具有可供磁力线切割的导线方向涵盖X、Y、Z三个空间轴向。