[发明专利]一种无线电能传输方法和系统

说明书

本发明公开了一种无线电能传输方法和系统，其中系统包括高频激励电源、发射线圈、防频率分裂调谐线圈、至少两个共振线圈以及谐振电容，其中高频激励电源与发射线圈以及谐振电容处于并联结构；防频率分裂调谐线圈与发射线圈处于同平面同时防频率分裂调谐线圈的直径大于发射线圈的直径且发射线圈和防频率分裂线圈的感值、与发射线圈并联的电容容值以及与防频率分裂线圈串联的电容容值要满足特定公式。本发明既使用并联谐振也使用串联谐振，提供能量的高频激励电源与发射线圈和谐振电容处于并联结构，在无接收线圈接收的静态工作下发射阻抗达到最大，静态消耗低，发射端的发射能量会随着接收线圈的能量需求的变化而变化，减少不必要的能量消耗。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，尤其涉及一种无线电能传输方法和系统。

背景技术

在信息化社会高速发展的今天，电子设备已经是随处可见。由于传统的电能传输需要导线构成回路，有些情况考虑实际情况无法连接导线，致使很多电子设备也出现了无线充电和无线供电的技术需求。很多手机厂商也开始支持近距离的无线充电的技术，各种各样的无线供电设备也开始慢慢出现。

目前有的无线充电设备都为近距离耦合，仅仅省去插接充电线路的麻烦。而且当没有充电设备接入时，无线电能发射装置发射的电能都被浪费。因此现有技术的无线充电设备的发射端发射能量不能随着接收线圈的能量需求的变化而随之变化来减少能量消耗，为解决这个问题，市场上的产品使用的方法是：发射端间歇性的发一串脉冲信号检测是否有接收装置接入，未接入时采用待机的方法减少电能消耗；或使用红外对管检测是否有设备接入。但发射脉冲的时候仍会消耗很多电能，红外对管检测也会受外界光强度变化的干扰，错误判断，造成浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术的无线充电设备的发射端不能通过发射能量随着接收线圈的能量需求的变化而变化来减少能量消耗，提供一种无线电能传输方法和系统。

为解决上述技术问题，本发明一种无线电能传输方法，其特征在于包括：

(1)绕制同心圆结构的发射线圈和防频率分裂调谐线圈以及共振线圈和接收线圈，其中共振线圈至少两个且，并且防频率分裂调谐线圈的直径大于发射线圈的直径，并将所有线圈固定；

(2)将用于产生并联谐振的高频激励电源、发射线圈和谐振电容并联连接，将用于产生串联谐振的防频率分裂调谐线圈、所有共振线圈以及接收线圈与电容串联连接；

(3)调节发射线圈端的发射线圈和防频率分裂调谐线圈的感值、与发射线圈并联的电容容值以及与防频率分裂调谐线圈串联的电容容值至没有接收端时发射线圈端处于并联谐振状态；

(4)将用于近场耦合的发射线圈和防频率分裂调谐线圈置于同平面；按照预定条件调节发射线圈与第一个共振线圈的间距D1以及第二个共振线圈与接收线圈的间距D2至两个共振线圈在无线电能传输的时候处于共振磁耦合状态；

(5)接通高频激励电源和发射线圈，微调并联的谐振电容至高频激励电源的输出电流最小时调谐完成；

(6)测试接收线圈是否接收到能量，

若未接收到能量，测量高频激励电源的输出是否正常，测量共振线圈谐振频率是否和发射频率相同；

若接收到能量，改变负载的大小，测量高频激励电源的输出电流是否通过接收负载的电流变化而同向变化，如果相同，则无线电能传输系统工作正常。

进一步地，步骤(3)中所述发射线圈端处于并联谐振状态需满足以下公式：

式1中f₀为高频驱动电源的交变频率，R为发射线圈的等效内阻，C1为与发射线圈并联的电容容值，L_m为防频率分裂调谐线圈与发射线圈近场耦合后的等效电感值。