[发明专利]用于大间隙无线电力传输系统的高效谐振器线圈

说明书

公开了用于大间隙谐振无线电力传输(WPT)的高效谐振器线圈和线圈设计方法。谐振器线圈包括由线圈参数定义的线圈拓扑，其中每匝的匝尺寸(诸如每匝的走线宽度和间距)被配置为减小或最小化在距线圈指定距离或距离范围处的充电平面的区域上的磁场的z分量的方差。Tx谐振器线圈包括调谐电容器和网络匹配电容器的电容器布置，以例如对于诸如范围从数十瓦到至少数百瓦的穿墙式WPT的应用，改进线圈到线圈效率和端到端WPT系统性能。平面谐振器线圈拓扑与使用低成本PCB技术(例如具有多层金属)的制造兼容，以减少损耗并改进热性能。

技术领域

本发明涉及无线电力传输(WPT)以及完成WPT的系统、方法和设备，并且更具体地涉及一种用 于谐振感应电力传输的谐振器线圈设计。

背景技术

电磁谐振电力传输(可以被称为谐振感应无线电力传输(WPT)或谐振感应无线能量传输)通过 在两个线圈之间产生电能的无线传输而工作，该两个线圈经调谐以相同的频率谐振。基于电磁耦合的原理， 基于谐振的电源将振荡电流注入到高度谐振的线圈中，以产生振荡电磁场。具有相同谐振频率的第二线圈 从电磁场接收电力，并将其转换回可以用于为装置供电并充电的电流。

例如，标准IEC 63028：2017(E)定义了用于确保AirFuelAlliance ResonantWPT(AirFuel联盟 谐振WPT)的灵活耦合WPT系统的互操作性的技术要求、行为和接口。谐振感应能量传输能够使得能量 比非谐振感应充电在更长的距离上传输(见下表1)。例如，无线充电联盟(WPC)(前身是Qi)涉及(非 谐振)感应WPT，其具有有限范围，例如：几毫米。AirFuel联盟的前身是PMA、AW4P和Rezence。AirFuel 谐振感应WPT具有更大的范围，例如最大范围为50毫米。

表1

标准组织	无线充电联盟(Qi)	AirFuel联盟(Rezence)
方法	感应	谐振
频率范围	80至300kHz	6.78MHz
最大传输范围	5mm	50mm
充电装置数量	一个	可以为多个
通信系统	负载调制	蓝牙