[实用新型]用于无线电能传输的电磁耦合线圈

说明书

技术领域

本实用新型涉及电磁耦合技术，具体涉及一种用于无线电能传输的电磁耦合线圈。

背景技术

无线电能传输是利用一种特殊设备将电源的电能转变为可无线传播的能量，在接收端又将次此能量转变回电能，从而到达对用电器的无线供电。现有的无线电能传输大多采用非接触式充电技术，利用电磁感应原理，将两个线圈靠近作为电磁耦合机构，当电流在一个线圈中流动时，所产生的磁通量成为媒介，导致另一个线圈中也产生电动势。

作为无线电能传输系统而言，电磁耦合机构的性能对系统的传输功率和传输效率具有重要的影响，常见的线圈通常为圆盘状或圆柱状，有空心式的也有磁芯式的，通常作为变压器以及高频磁环使用。

对于无线供电而言，采用圆盘状的线圈可以获得较大的充电区域，但是发射线圈和接收线圈的对位要求较高，随着位置的偏移，传输功率的衰减较大，而采用圆柱式的线圈虽然抗衰减的能力较强，但是充电区域又太小，在无线电能传输系统的应用过程中，现在的线圈结构还存在各种缺陷。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型提供了一种用于无线电能传输的电磁耦合线圈，通过改变电磁耦合机构的磁芯结构和绕线方式，从而综合了圆盘式线圈和圆柱式线圈的优势，在保证功率传输等级的前提下，扩大了电磁耦合机构的充电区域，从而提高系统的传输功率和传输效率，减小耦合机构之间的漏磁现象。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种用于无线电能传输的电磁耦合线圈，包括线圈和磁芯，其关键在于：所述磁芯设有一环形绕线盘，该环形绕线盘上均匀分布有N条支撑臂，N条支撑臂的一端汇聚在环形绕线盘的圆心处，N条支撑臂的另一端朝环形绕线盘的径向延伸形成N个自由端，在N条支撑臂汇聚处的中心开设有穿线孔，在每个支撑臂的自由端开设有向下凹陷的绕线槽，所述线圈采用利兹线，线圈的一端从任意一个支撑臂自由端的绕线槽伸入，其前半段沿着所述N个支撑臂的绕线槽纵向重叠绕制，其后半段沿着所述环形绕线盘呈盘状绕制，线圈的另一端从所述穿线孔伸出。

为了便于实施，所述环形绕线盘和N条支撑臂由铁氧体材料一体成型。

根据具体应用场景的需求，所述环形绕线盘的内径为26cm，外径为32cm，支撑臂的自由端到汇聚处的中心距离为21cm，每条支撑臂的宽度为3cm。

为了便于线圈的固定，所述绕线槽的外槽堤高于内槽堤。

作为具体描述，所述绕线槽的槽口宽度为1cm,支撑臂的厚度为1cm,绕线槽的底壁与支撑臂底壁的垂直距离为3cm，线圈在所述绕线槽内纵向重叠绕制的高度为4.5cm。

本实用新型的显著效果是：

通过改变电磁耦合机构的磁芯结构和绕线方式，从而综合了圆盘式线圈和圆柱式线圈的优势，在保证功率传输等级的前提下，扩大了电磁耦合机构的充电区域，提高了系统的传输功率和传输效率，减小了耦合机构之间的漏磁现象，避免电磁暴露。

附图说明

图1为本实用新型的磁芯结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为在图1上绕制线圈后的安装结构示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为利用本实用新型所组成的电磁耦合机构的磁力线分布图；

图6为未加磁芯结构的情况下，各种耦合机构的互感系数对比关系图；

图7为加入磁芯结构的后，各种耦合机构的互感系数对比关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-图4所示，一种用于无线电能传输的电磁耦合线圈，包括线圈5和磁芯1，所述磁芯1设有一环形绕线盘，该环形绕线盘上均匀分布有N条支撑臂2，N条支撑臂2的一端汇聚在环形绕线盘的圆心处，N条支撑臂2的另一端朝环形绕线盘的径向延伸形成N个自由端，在N条支撑臂2汇聚处的中心开设有穿线孔3，在每个支撑臂2的自由端开设有向下凹陷的绕线槽4，所述线圈5采用利兹线，线圈5的一端从任意一个支撑臂2自由端的绕线槽4伸入，其前半段沿着所述N个支撑臂2的绕线槽4纵向重叠绕制，其后半段沿着所述环形绕线盘呈盘状绕制，线圈5的另一端从所述穿线孔3伸出。

从图1可以看出，本实施例中支撑臂2设计了8条，环形绕线盘和8条支撑臂2由铁氧体材料一体成型,8条支撑臂2组成一个“米”字形。