[发明专利]双面复用的无线充电耦合机构及双负载无线电能传输系统

说明书

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体公开了一种双面复用的无线充电耦合机构及双负载无线电能传输系统，该耦合机构包括：发射端装置、第一能量接收线圈(13)、第二能量接收线圈(14)；发射端装置为线圈双面复用结构，包括设置在正面的第一能量发射线圈(11)和反面的第二能量发射线圈(12)；第一能量发射线圈(11)和第一能量接收线圈(13)均是单极型线圈，第二能量发射线圈(12)和第二能量接收线圈(14)均是双极型线圈，实现能量发射线圈的双面复用，两个能量接收线圈互相解耦，二者不会相互干扰；双面复用的能量发射线圈结构可以推广到多负载应用场景，在不增加发射线圈尺寸的前提下，可以实现为更多的负载进行无线充电。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，尤其涉及双面复用的无线充电耦合机构及双负载无线电能传输系统。

背景技术

无线电能传输(Wireless Power Transfer，WPT)技术为解决用电设备安全可靠、灵活便捷的电能补给问题提供了思路。目前，单输入单输出的WPT技术相对成熟，被广泛应用于电动汽车充电、无人化设备充电以及植入式医疗设备等领域。多负载WPT系统是指原边电能发射部分只有一组，副边电能接收部分有多组的系统，该系统能实现一个供电源对多个用电设备的非接触式供电，对于发射线圈的利用率要高于单输入单输出WPT系统，有着越来越广泛的用途。

目前的多负载WPT系统大多使用一组较大的发射线圈和多组较小的接收线圈结构，或者利用多级中继线圈为多个负载供电，在提升能量传输距离的同时实现多路输出，但这两种方式对于能量发射线圈利用率较为有限，且抗偏移性不强。

发明内容

本发明提供一种双面复用的无线充电耦合机构及双负载无线电能传输系统，解决的技术问题在于：现有多负载WPT系统中能量发射线圈利用率较为有限，且抗偏移性不强。

为解决以上技术问题，本发明首先提供一种双面复用的无线充电耦合机构，包括发射端装置、第一接收端装置、第二接收端装置；

所述发射端装置为线圈双面复用结构，包括设置在正面的第一能量发射线圈和设置在反面的第二能量发射线圈；

所述第一接收端装置包括与所述第一能量发射线圈相对且与之耦合的第一能量接收线圈，所述第二接收端装置包括与所述第二能量发射线圈相对且与之耦合的第二能量接收线圈；

所述第一能量发射线圈和所述第一能量接收线圈均是单极型线圈，所述第二能量发射线圈和所述第二能量接收线圈均是双极型线圈，所述第一能量接收线圈和所述第二能量接收线圈相互解耦。

优选的，所述第一能量发射线圈与所述第二能量发射线圈均竖直放置且等长等高，所述第二能量发射线圈由上下分布的两个能量发射子线圈串联而成，两个所述能量发射子线圈的激励电流方向相反。

优选的，所述第一能量接收线圈与所述第二能量接收线圈均竖直放置；所述第二能量接收线圈由上下分布的两个能量接收子线圈串联而成；两个所述能量接收子线圈的感应电流方向相反。

优选的，所述第一能量发射线圈的长度、高度分别大于等于所述第一能量接收线圈的长度与高度；所述第二能量发射线圈的长度、高度分别大于等于所述第二能量接收线圈的长度与高度。

优选的，所述第一能量发射线圈和所述第二能量发射线圈由同一根导线绕制而成，则所述第一能量发射线圈与所述第一能量发射线圈为串联关系；或者，所述第一能量发射线圈和所述第二能量发射线圈分别由两根导线绕制而成，则所述第一能量发射线圈与所述第一能量发射线圈无连接关系。

优选的，所述第一能量接收线圈、所述第二能量接收线圈、所述第一能量发射线圈、所述第二能量发射线圈均绕制至少两匝线圈。

基于上述耦合机构，本发明还提供一种双负载无线电能传输系统，包括：

原边电能发射电路、第一副边电能接收电路、第二副边电能接收电路；