[实用新型]无线电能传输系统

说明书

无线电能传输系统，包括无线发射端和无线接收端，所述无线发射端包括发射端线圈；所述无线接收端包括接收端线圈；所述发射端线圈和接收端线圈均为多匝缠绕环形线圈；对于发射端线圈和接收端线圈，最内匝线圈对应的为内切圆半径为线圈内径，最外匝线圈对应的内切圆半径为线圈外径；发射端线圈的线圈外径小于接收端线圈的线圈内径。本实用新型提出了一种在发射线圈和接收线圈非圆心对齐，在圆心方向偏移一定程度的情况下保证系统效率几乎无损的线圈设计方法，保证系统在线圈无法精确对准情况下，系统效率不受影响。

技术领域

本实用新型属于无线充电技术领域，涉及一种无线电能传输系统。

背景技术

近年来，无线充电技术发展迅速，因其非接触、无电线连接、操作方便等特性，备受各厂商关注，各种各样的无线充电产品也相继问世。从整体上看，一个完整的无线充电系统包括两部分：无线电能发射端和无线电能接收端，而发射端和接收端通过磁场来传递能量，两者之间不用电线连接，实现两端电气隔离。

有别于传统的单端式设备，无线充电系统作为一种新型充电设备，拥有两个电气独立的模块组合而成，分别为发射端(TX)和接收端(RX)，并且两端之间没有传统的电气连接，系统通过发射线圈与接收线圈之间电磁感应原理产生磁场，完成能量传输。

由于能量的传递依靠磁场，所以无线充电的系统效率与发射线圈和接收线圈间的磁耦合程度有关，耦合系数越高，线圈间的互感越大，能量传输效率越高。

目前市场上多数的无线充电设备发射线圈和接收线圈的尺寸是相同的，只能在发射线圈和接收线圈圆心对齐的状态下磁耦合程度高，达到效率最大值，但随着两线圈圆心出现偏差，磁耦合程度降低，充电效率大幅下降。由于现有的应用无线充电设备的产品，比如手机或者机器人等在使用时，多数存在对准精度不高，无法保证圆心对齐的问题，这就使得两线圈不能很好的耦合，降低无线充电设备的充电效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有高偏移自由度的无线电能传输系统。

本实用新型的内容为：无线电能传输系统，包括无线发射端和无线接收端，所述无线发射端包括发射端线圈；所述无线接收端包括接收端线圈；所述发射端线圈和接收端线圈均为多匝缠绕环形线圈；对于发射端线圈和接收端线圈，最内匝线圈对应的为内切圆半径为线圈内径，最外匝线圈对应的内切圆半径为线圈外径；发射端线圈的线圈外径小于接收端线圈的线圈内径。

优选为：每匝缠绕线圈均为圆形。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出了一种在发射线圈和接收线圈非圆心对齐，在圆心方向偏移一定程度的情况下保证系统效率几乎无损的线圈设计方法，保证系统在线圈无法精确对准情况下，系统效率不受影响。在满足无线电能传输系统安装前提的情况下，保证接收端线圈的内径尺寸最大，而发射端线圈的外径尺寸最小，当发射端线圈在接收端线圈内径形成的区域内运动时，均可以保证线圈间互感几乎不变，从而可有效保证无线电能的传输效率。

附图说明

图1为无线电能传输系统结构示意图；

图2为无线发射线圈与无线接收线圈配合结构示意图；

图3为无线发射线圈与无线接收线圈配合状态图；

图4为无线发射线圈与无线接收线圈配合状态图；

图5为无线发射线圈与无线接收线圈配合状态图；

图6为线圈互感示意图。

其中：1-发射端线圈，2-接收端线圈，R1-接收端线圈内径，R2-接收端线圈外径，r1-发射端线圈内径，r2-发射端线圈外径

具体实施方式