[发明专利]基于单共振线圈的无线电能传输系统

说明书

本发明涉及一种基于单共振线圈的无线电能传输系统，包括发射端线圈，连接于一交流电源以发射电能信号；接收端线圈，与所述发射端线圈磁场耦合以接收电能信号；其中，所述发射端线圈为共振线圈、所述接收端线圈为非共振线圈，或所述发射端线圈为非共振线圈、所述接收端线圈为共振线圈。本发明的有益效果为，由于有一个共振线圈的设置，本发明的系统较Qi标准能具备更大的电能传输距离，且能够实现设备在一定范围内的自由移位。同时，由于本发明的系统只有一个共振线圈，使得本发明的无线电能传输系统只工作在一个确定的共振频率，从而避免由频率劈裂现象带来的频率追踪问题。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，特指一种基于单共振线圈的无线电能传输系统。

背景技术

无线电能传输系统在发展中经历了几个阶段：

最初的方案直接通过两个非共振线圈产生交变电磁场耦合感应式，虽然目前该方案(Qi标准)是已实现量产，但其缺点也十分突出，一方面是传输距离非常近(不超过10mm)，另一方面该方法的能量传输效率不高(低于50％)。

随后由麻省理工学院Marin教授提出的四线圈结构的磁共振方案，可以有效提升能量的传输距离，但其缺点也非常明显，由于两个共振线圈之间互感强，发生近场耦合作用，导致共振频率会发生劈裂，只是该方案只存在一个最佳的工作距离，其他距离下传输效率会大大下降。

现有的方案中为了保证较佳的电能传输效率，对于线圈所处的位置有较为严苛的条件，Qi标准中线圈之间间距必须非常近，而磁共振方案中线圈之间相对位置必须固定。然而，在实际应用场景中有一大部分场景要求发射端和接收端有一定距离，但距离要求又不会太大(约0mm-50mm)，例如隔着一个台面或桌面厚度进行无线电能传输。对于上述场景，如果利用Qi标准很难达到10mm以上的距离需求，如果利用双共振的系统，由于工作频率劈裂，接收端设备不能自由移位。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于单共振线圈的无线电能传输系统，可以解决现有的方案中为了保证较佳的电能传输效率，对于线圈所处的位置有较为严苛的条件的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种基于单共振线圈的无线电能传输系统，包括：

发射端线圈，连接于一交流电源以发射电能信号；

接收端线圈，与所述发射端线圈磁场耦合以接收电能信号；

其中，所述发射端线圈为共振线圈、所述接收端线圈为非共振线圈，或所述发射端线圈为非共振线圈、所述接收端线圈为共振线圈。

本发明的有益效果是，采用将发射端线圈和接收端线圈中一个采用共振线圈、另一个采用非共振线圈而构成无线电能传输系统，由于有一个共振线圈的设置，本发明的系统较Qi标准能具备更大的电能传输距离，且能够实现设备在一定范围内的自由移位。同时，由于本发明的系统只有一个共振线圈，使得本发明的无线电能传输系统只工作在一个确定的共振频率，从而避免发生现有无线电能传输系统中由于具有两个或以上共振频率才会发生的频率劈裂现象，及由频率劈裂现象带来的频率追踪问题。

本发明基于单共振线圈的无线电能传输系统的进一步改进在于，所述接收端线圈的尺寸小于等于所述发射端线圈的尺寸。

本发明基于单共振线圈的无线电能传输系统的进一步改进在于，所述接收端线圈的数量为两个或多个。

本发明基于单共振线圈的无线电能传输系统的进一步改进在于，所述共振线圈的共振频率为50kHz至10MHz。

附图说明

图1为本发明基于单共振线圈的无线电能传输系统第一实施例的结构示意图。

图2为本发明基于单共振线圈的无线电能传输系统第一实施例中线圈位置关系的示意图。