[发明专利]一种全方位选择性无线电能传输系统在审

专利信息
申请号: 201810247662.7 申请日: 2018-03-23
公开(公告)号: CN108400657A 公开(公告)日: 2018-08-14
发明(设计)人: 代中余;王军华;金磊;和远舰;黄虹;李逸达;方支剑 申请(专利权)人: 武汉大学
主分类号: H02J50/12 分类号: H02J50/12;H02J50/40
代理公司: 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 代理人: 彭艳君
地址: 430072 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 发射端 接收端 无线电能传输系统 无线电能传输 能量利用率 选择性功能 传输系统 电源模块 负载模块 共振频率 频率可调 任何位置 时间段 供能 匹配
【说明书】:

发明涉及无线电能传输技术,具体涉及一种全方位选择性无线电能传输系统,包括与电源模块连接的发射端,分别与多个接收端连接的负载模块;发射端频率可调,与每个接收端的共振频率相匹配。该传输系统只需要一个发射端就可以满足给空间任何位置多个接收端供能,同时具备选择性功能,在特定时间段内只给需要能量的接收端功能,提高了能量利用率好,延长负载实用寿命。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域,尤其涉及一种全方位选择性无线电能传输系统。

背景技术

关于共振磁耦合无线电能传输的研究,绝大多数都集中于单方向传输,只有极少数进行了全方向的无线电能传输研究。随着物联网时代到来,越来越多密集的传感器铺设,采用单方向无线电能传输的方式进行能量供应,需要数量与传感器相同的无线电能发射端和接收端,数量庞大,而且经济性差。有学者提出一种全方向发射线圈,只需一个发射端就可以给空间多个接收端进行能量供应,极大减少无线电能传输发射端的数量,也减少空间占用面积。但是这种结构的发射端发出能量时,周围所有接收端会同时接收到能量,不具备针对性供能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现全方位无死角的能量传输,只需要一个发射端就可以满足给空间任何位置多个接收端供能,同时具备选择性功能的无线电能传输系统。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种全方位选择性无线电能传输系统,包括与电源模块连接的发射端,分别与多组接收端连接的多个负载模块;各组接收端频率不同,发射端频率可调节与每组接收端的共振频率一一对应。

在上述的全方位选择性无线电能传输系统中,电源模块包括高频逆变电源或信号放大电源;高频逆变电源包括整流电路和逆变电路;信号放大电源包括信号源和功率放大器。

在上述的全方位选择性无线电能传输系统中,发射端包括全方位发射线圈和补偿电容切换装置;全方位发射线圈包括三个正交线圈,三个正交线圈采用串联、并联或各不相连的形式;补偿电容切换装置包括多组电容切换开关与发射端补偿电容串联结构,多组电容切换开关与发射端补偿电容串联结构采用并联方式,每组电容切换开关与发射端补偿电容串联结构中的发射端补偿电容值各不相同,发射端补偿电容值根据预设频率和全方位发射线圈的电感值计算所得。

在上述的全方位选择性无线电能传输系统中,三个正交线圈采用串联形式时,三个正交线圈先首尾依次串联,再分别于补偿电容切换装置和电源模块相连;三个正交线圈采用并联形式时,三个正交线圈所有首端相连和所有尾端相连,再分别于补偿电容切换装置和电源模块相连;三个正交线圈采用各不相连形式时,每一个正交线圈分别连接一个补偿电容切换装置和一个电源模块,三个正交线圈的中心点均重合,中心轴两两正交,相互之间保持绝缘状态,其材质、直径、匝数、电感值均相同;三个正交线圈均采用螺旋形或涡状结构。

在上述的全方位选择性无线电能传输系统中,多组接收端均包括接收线圈和接收端补偿电容;每个接收线圈均接收发射端发射的能量,接收线圈采用螺旋形或涡状结构;接收线圈为空心线圈或带磁芯线圈;各接收线圈均与接收端补偿电容相连调节共振频率;各组接收端的共振频率不同,每组接收端包含大于或等于1个接收线圈,预设不同共振频率值,接收端补偿电容值根据与之连接的接收线圈电感值和共振频率预设值计算所得。

在上述的全方位选择性无线电能传输系统中,多个负载模块均包括整流调节电路与负载;整流调节电路分别连接接收线圈和负载。

本发明的有益效果是:采用两种电源,可针对不同功率的情况做出优化,只需要一个发射端即可为空间任意位置多个发射端进行无线能量传输,并具备选择性,在特定时段只为需要能量供应的接收端供能,不仅提高能量利用率,减小装置体积,还延长负载设备使用寿命,提高供电精度。

附图说明

图1是本发明一个实施例全方位选择性无线电能传输系统结构示意图;

图2是本发明一个实施例电源模块结构示意图;

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