[发明专利]一种洗衣机内部磁谐振耦合无线电能传输系统

说明书

一种洗衣机内部磁谐振耦合无线电能传输系统，该系统通过在洗衣机外筒（102）金属皮带盘（103）内安装磁谐振耦合无线电能传输系统的发射板（202），在洗衣机内筒（101）的外壁安装接收板（203）、匹配电路、控制电路和整流稳压集成电路，使收发板在洗衣机内外筒之间的金属腔体内产生同频磁谐振耦合，将电磁能量由发射板以无线的方式传递给接收板，并通过匹配电路、控制电路和整流稳压电路转换成直流电能，为安装或放置于洗衣机内筒不同位置的用电设备提供高效、稳定的无线电能供给。解决了长期以来洗衣机内筒由于高速旋转而无法有效供电的工程技术问题。本发明无线供电总功率可达100w，多种传感、监测和控制设备被应用到洗衣机内筒内。

技术领域

本发明涉及一种洗衣机内部磁谐振耦合无线电能传输系统，属无线电能传输技术应用领域。

背景技术

近年来，随着无线技术的高速发展，新的无线能量传输机理的提出和人们对真正可以“无线使用”的便携式设备和绿色能源系统的需求的增长，对于无线能量传输技术的研究和应用已成为国内外学术界和工业界的焦点。业界已经开始尝试将该技术应用于人们日常生活中的低功耗电子产品中，来替代原有的电源线实现对设备的无线充电，给人们的生活带来额外的便利，例如基于磁感应耦合技术的无线充电牙刷和无线充电毯。

然而无线能量传输技术的应用价值和市场潜力远远不止于此。例如无线电能传输技术可被应用于智能家居领域，以住宅为平台，利用中距离无线电能传输技术、隐藏布线技术以及自动控制技术来彻底移除家居生活区域内所有的电源线，对传统家电及新兴3C设备(Computer电脑、Communication通信设备和Consumer electronics消费电子产品)进行无线充电或者持续电能供给，提升家居安全性、便利性、舒适性和艺术性，构建高效、环保、节能的智能居住环境。

若将无线电能传输技术应用在家电领域，对家电内部的用电设备和传感模块进行无线供电，可以解决传统家电中照明、换气、传感等小功耗设备的布线及持续供电问题，有效降低产品的生产、组装和后期维保成本，延长产品的使用寿命，彻底消除漏电、电弧导致的用电安全隐患和火灾隐患。无线电能传输技术还可以被应用于新兴电子产业，解决包括机器人、无人机、VR、可穿戴设备等产品的无线充电问题。

无线能量传输模式和机理大体可分为磁感应耦合、电磁辐射和磁谐振耦合三种方式。和电磁辐射方式相比，磁谐振耦合方式在安全性、传输效率和成本上都具有优势；与磁感应耦合方式相比，它在传输距离和稳定性上具有优势。洗衣机依靠内筒的高速旋转来清洗衣物和脱水，但当内筒高速旋转时，连接电源线到筒内对设备进行供电的方式势必会造成供电线路的缠绕，无法对筒内的用电设备进行有效、安全和稳定的供电，导致长期以来存在的洗衣机内筒高速运转时的震动问题无法得以有效解决，另外在智能家电领域广泛应用的各类监控、传感设备在洗衣机筒内也无法应用。

目前，由于洗衣机在运转时，内筒需要旋转来清洗衣物和脱水，但当内筒高速旋转时，连接电源线到筒内对设备进行供电的方式无可避免的会造成供电线路的缠绕，因此在智能家电领域广泛应用的各类监控、照明、传感设备在洗衣机筒内无法得以应用，另外长期以来存在的洗衣机内筒高速运转时的震动问题也无法得以有效解决。综上所述，洗衣机内部的供电问题严重影响了洗衣机智能化发展的进程。

发明内容

本发明的目的是，针对洗衣机运行用电存在的问题，本发明提出一种洗衣机内部磁谐振耦合无线电能传输系统，给洗衣机提供无线电能，以解决内部供电。

实现本发明的技术方案如下：一种洗衣机内部磁谐振耦合无线电能传输系统包括发射模块和接收模块。所述发射模块用于无线电能发射，所述发射模块包括射频功放源和发射板，射频功放源连接发射板；所述发射板为平面螺旋线圈结构，共包含三层介质基板和三层印刷电路；第一层介质基板的顶面印刷有发射谐振线圈，第二层介质基板的顶面印刷有寄生谐振线圈，第三层介质基板的底面印刷有用于连接谐振线圈的微带线。