[发明专利]一种无线充电方法及装置

说明书

本发明公开了一种无线充电方法，使用无线电波技术，通过在发射线圈和/或接收线圈处施加电磁谐振腔来增强无线电波的发射能量和/或接收能量，以及在传输过程中插入两种不同材料的电介质板对无线电波进行中继增强，来减少微波在传播过程中因波束扩散引起的能量损耗和其它物理影响，增加了无线充电距离，提高了远距离无线充电的效率。本发明还公开了一种无线充电装置，不仅可以运用于小型家用电子设备，还有望应用于电动汽车等大功率设备，且该无线充电装置中的电磁谐振腔制作简单，电介质板的材料也容易制备，因而容易在实际生产中投入使用，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及电磁技术领域，具体涉及一种无线充电方法及装置。

背景技术

自从特斯拉提出了无线充电的概念以来，随着射频技术的成熟、电子信息产业的发展，高校、科研单位、高科技企业对无线充电领域的投入大大增加。摆脱了充电线的空间限制以及外露连接器的漏电隐患，无线充电技术已经给用户在多个方面带来了极大的便捷，包括了医疗设备、小型家用电子设备、军用航天等。然而，在充电距离、充电速度以及实时充电方面依旧存在着巨大的挑战。

现有的无线充电技术主要有三种：一是电磁感应，二是电磁共振，三是无线电波。

电磁感应：通过给发射线圈加载一定频率的交流电，由于电磁感应，次级线圈产生感应电流，从而达到无线传输的目的。Qi标准采用的是电磁感应技术。其优点是在统一的标准下，产品兼容性高。此外，其频段在KHz，人体健康方面的安全性较高。而缺点是充电距离短，难以突破厘米量级。此外，大多产品需要电源板，并且待充电设备需要与电源板贴合、对准，造成了用户体验不理想。

电磁共振：通过调整频率，使发射线圈与接收线圈在同一频率上共振，从而达到传输能量的目的。AirFuelAlliance标准主要采用电磁共振技术。其有优点是有统一的标准，提高了产品的兼容性，并且将传输距离突破厘米量级，但仍无法达到远距离无线充电的效果。

无线电波：这是发展较为成熟的技术，类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。缺点是传输效率低、使用过高频段会对人体健康造成不良影响。此外，目前在微波频段没有统一的标准，兼容性低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供了一种可远距离充电且充电效率高的无线充电方法和装置。

为达到上述目的，本发明的无线充电方法，用于无线电波对装置进行无线充电，包括以下步骤：

S1、选择无线电波发射频率；

S2、增强所述发射频率下的发射线圈的无线电波发射能量和/或接收线圈的无线电波接收能量；

S3、在无线电波从所述发射线圈传输至所述接收线圈的过程中，引入电磁共振介质对无线电波进行中继增强；

进一步地，步骤S2中所述发射线圈和/或所述接收线圈设置在电磁谐振腔中。

进一步地，步骤S3中的所述电磁共振介质为满足法布里-珀罗共振条件的电介质板。

进一步地，所述电介质板设置在所述发射线圈的输出端面上和/或所述接收线圈的接收端面上。

本发明还提供了一种无线充电装置，用于电子设备的远距离无线充电，其中，包括：

无线电波激励源；

与所述无线电波激励源输出端连接的发射线圈，所述发射线圈设置在第一电磁谐振腔中，用于增强所述发射线圈发射无线电波的能量；

与所述发射线圈相对设置的接收线圈，所述接收线圈设置在第二电磁谐振腔中，用于增强所述接收线圈接收无线电波的能量；