[发明专利]用于无线电力传输的传输线圈

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线供电技术。

背景技术

近年来，无线（非接触的）电力传输作为用于如蜂窝电话终端、便携式电脑等电子设备或用于电动车辆的供电技术而受到关注。无线电力传输可被分为利用电磁感应、电磁波接收和电场/磁场谐振的三种主要方法。

使用电磁感应方法在较小范围（几厘米或更小）内供电，其可以使几百瓦特电力在等于或低于几百kHz的频带内传输。其电力利用效率约为60%至98%。

在相对较大范围（几米或更大）内供电的情况下，利用电磁波接收方法。电磁波接收方法允许几瓦特或更少的电力在中波或微波之间的波段内传输。然而，其电力利用效率低。电场/磁场谐振方法作为在大约几米的中等范围内相对高效地供电的方而法受到关注（参见非专利文献1）。

图1是示出无线供电系统的示例的示意图。无线供电系统1100包括无线供电装置1200和无线电力接收装置1300。

无线供电装置1200包括传输线圈L1、谐振电容器C1和AC电源10。AC电源10配置成产生具有传输频率为f1的电信号S2。谐振电容器C1和传输线圈L1构成谐振电路。因此，所构成的谐振电路的谐振频率被调谐成电信号S2的频率。传输线圈L1配置成传输电信号S1。

无线电力接收装置1300包括接收线圈L2、谐振电容器C2和负载电路20。谐振电容器C2、接收线圈L2和负载电路20构成谐振电路。因此，所构成的谐振电路的谐振频率被调谐成电信号S1的频率。

引文列表

非专利文献

非专利文献（NPL）1：A.Karalis,J.D.Joannopoulos,M.Soljacic,Efficient wireless non-radiative mid-range energy transferANNALS of PHYSICS第323卷,2008年1月,第34-48页。

发明内容

技术问题

图2是示出由环形线圈产生的磁场的示意图。环形线圈30包括两个相对的边32和边34。环形线圈30配置成使得电流流过第一边32的方向与电流流过第二边34的方向相反。在第一边32上的电流元Ids和第二边34上的电流元Ids所产生的磁场dH可用Biot-Savart定律由下述表达式表示。

[数学函数.1]

dH→=14π[Ids→×r→|r→|3-Ids→×rd→|rd→|3]]]>

在环形线圈30具有足够大的宽度（直径）x的情况下，满足关系式rd>>r，因此，在位置P处的磁场H中，由流过第二边34的电流产生的分量成为主导。另一方面，如果环形线圈30具有小的宽度x，则rd基本上与r相等。在这种情况下，由流过第一边32的电流所产生的磁场分量与由流过第二边34的电流所产生的磁场分量相互抵消，这减小了点P处的磁场。