[发明专利]基于多天线切换的三维多面体磁谐振无线充电传输装置

权利要求书

1.一种基于多天线切换的三维多面体磁谐振无线充电传输装置，其特征在于，包括依次连接的磁共振无线电能发射模块、若干磁共振发射天线、若干接收天线和磁共振无线电能接收模块；

所述磁共振无线电能发射模块用于将直流电源转换为射频能量，发送至磁共振发射天线，并控制无线充电传输装置的工作方式；

所述磁共振发射天线用于将射频能量转换为空间中分布的电抗场；

所述接收天线用于与磁共振发射发射天线产生磁共振耦合，将空间中的电抗场转换为射频能量；

所述磁共振无线电能接收模块用于将射频能量转换为直流功率，并为负载进行充电或供电；

所述磁共振无线电能发射模块包括电源适配器、稳压电路、发射蓝牙检测电路、调频电路、驱动电路、射频功放电路、若干LC匹配网络、若干主路开关、若干发射谐振电容、若干中继耦合电容和若干电容切换开关；

所述电源适配器、稳压电路和发射蓝牙检测电路依次通信连接；所述稳压电路分别与调频电路和射频功放电路通信连接；所述调频电路通过驱动电路和射频功放电路通信连接；所述射频功放电路、LC匹配网络和主路开关依次通信连接；所述主路开关通过发射谐振电容和中继耦合电容与电容切换开关通信连接；所述发射蓝牙检测电路还分别与主路开关和电容切换开关通信连接；所述电容切换开关和磁共振发射天线通信连接；

所述电源适配器用于将220V交流电转换为直流电源，并为磁共振无线电能发射模块供电；

所述稳压电路用于对输入电压进行稳压；

所述发射蓝牙检测电路用于采集接收天线位置，并控制切换无线充电传输装置的工作方式，其工作方式包括谐振匹配和中继耦合匹配；

所述调频电路用于调整发射工作频率，并将直流转换为射频信号；

所述驱动电路用于驱动射频功放电路；

所述射频功放电路用于放大无线电能的功率；

所述LC匹配网络和串并联谐振电容组与磁共振发射天线一一对应组成发射LC串并联谐振电路，用于确定无线充电传输装置的谐振频率；

其中，当LC匹配网络和串并联谐振电容组与磁共振发射天线一一对应组成若干组谐振发射天线时，其中一部分磁共振发射天线的工作频率采用谐振频率，其余磁共振发射天线均与中继耦合电容连接，组成若干组工作频率为中继耦合匹配频率的中继耦合天线；

所述发射谐振电容和磁共振发射天线一一对应组成LC串联谐振电路，通过调整发射谐振电容的参数控制无线充电传输装置的谐振频率；

所述中继耦合电容和磁共振发射天线一一对应组成LC串联中继耦合谐振电路，通过调整中继耦合电容的参数控制无线充电传输装置的中继耦合频率；

所述主路开关用于切换无线充电传输装置的射频主路通断；

所述电容切换开关用于切换发射谐振电容和中继耦合电容；

所述磁共振发射天线缠绕于三维多面体外壁上，其包括若干组发射线圈和若干能量馈入口（1-1）；所述能量馈入口（1-1）固定设置于每组发射线圈上；每组发射线圈采用第一缠绕方式、第二缠绕方式或第三缠绕方式缠绕于三维多面体外壁上；

所述第二缠绕方式中，每组发射线圈包括第一发射线圈（1-2）和第二发射线圈（1-3），所述第一发射线圈（1-2）和第二发射线圈（1-3）在预设长度内平行排列在三维多面体外壁上，在预设长度后进行预设角度交叉，并在交叉后继续平行排列在三维多面体外壁上，直至到达下一预设长度后再次进行预设角度交叉；所述能量馈入口（1-1）固定设置于第一发射线圈（1-2）和第二发射线圈（1-3）进行预设角度交叉的折线处。

2.根据权利要求1所述的基于多天线切换的三维多面体磁谐振无线充电传输装置，其特征在于，所述磁共振无线电能接收模块包括依次连接的接收谐振网络、整流稳压电路、滤波电路、接收蓝牙控制电路、电源管理电路和负载；所述接收谐振网络和接收天线连接；

所述接收谐振网络和接收天线组成接收LC串并联谐振电路，并用于将射频能量转换为交流信号；

所述整流稳压电路用于对交流信号进行整流稳压；

所述滤波电路用于滤除脉动直流电压中的交流成分，保留其直流成分，降低输出电压纹波系数；

所述接收蓝牙控制电路用于与发射蓝牙检测电路进行通信，使发射蓝牙检测电路根据接收天线的位置控制无线充电传输装置的工作方式；

所述电源管理电路用于对负载进行充电供电。