[实用新型]超薄宽频率中远距离无线电能传输线圈

说明书

本实用新型公开了超薄宽频率中远距离无线电能传输线圈，在电路板上设置有上层贴片电路布线A与下层贴片电路布线B，上层贴片电路布线A由电路板中心沿逆时针方向双线环绕至电路板的左侧边沿，双线中的一路继续向下延续至接地端口，另一路截止于通孔的位置；通孔穿透电路板的上下表面，上层第二通孔、上层第三通孔为上层贴片电路布线A由电路板中心沿逆时针方向双线环绕的起始位置；下层第一通孔与下层第二通孔之间布线，上层第三通孔通过下层第三通孔水平向左布线至电容模块的位置；电容模块连接下层第三通孔水平向左的布线的末端和下层贴片电路布线B。解决了现有技术中存在的模块体积大，传输效率功率低，传输距离短等问题。

技术领域

本实用新型属于无线电磁与能源技术领域，涉及一种无线电能传输收集转化设备，具体涉及一种超薄宽频率中远距离无线电能传输线圈。

背景技术

无线电能传输技术源于特斯拉在1891年进行的实验：由一个电磁发射源和一个电磁波接收端形成一个无线电磁能传输通道。这项技术由麻省理工学院在2007年改进发表并获得广泛关注。与其最为近似的电磁技术，就是被大众所熟知和使用的无线数据通讯传输技术(如：3G、4G、WiFi)。无线数据传输原理与无线电能传输工作原理相似，不同的是数据传输主要利用远场平面波(far field)，而无线电能输送则是利用近场电磁波(near field)。伴随着移动数据终端的兴盛和广泛使用，无线电能输送在2000年后被企业界重新关注。在技术研究领域，无线电能传输主要分为发展方向：以实验室为依托的尖端前沿领域的技术探索；专注于消费领域的可实用技术研发。

目前，市场应用领域的技术主要分为：1.极近距离电磁波共振传输，理论上来说，这是基于传统变压器(transformer)的原理，将电磁场两端传输器微调至共振频段，从而实现电能的无线电感共振传输(System of transmission of electrical energy.US645576A)。2.借助于电磁波传输的较远距离无线电能传输。这项技术主要是利用高频天线阵实现的阵列增益，在特定方向上，提高天线发射阵列与接收天线之间的传输效率，如PowerCast公司的Wattup；相较于现在较成熟的无线数据传输技术，无线电能传输技术人仍然处于初期阶段，有效传输距离近(几厘米)，电路结构复杂，成本高昂。

目前，现有针对手机无线充电主要使用QI技术标准：由缠绕线圈和磁芯组成：这就造成了体积较大，传输效率在50％-70％，易在手机内部产生热量；穿透能力低：造成了传输距离3-5mm，充电功率5-10瓦，另外发射线圈和接收线圈需要严格对准。此类技术的诸多缺点严重制约了无线充电在手机平板和可穿戴设备的应用前景。

由于工作原理，QI技术使用的电磁感应方式必须使用铜线线圈和磁芯共同作用提高传输效率，这造成了在手机内部的QI充电模块体积较大，散热量较高。针对手机、平板、可穿戴设备等空间狭小的设备，位于设备内部无线充电接收模块体积必须足够小，保证高传输效率。伴随着手机平板可穿戴设备功能的日益强大，充电瓦数也需要越来越大以达到快速充电的需求。为了提高产品的用户体验保持较长传输距离，较低散热量等要求也需要综合考虑。这些都需要使用全新理念进行设计。

图3描述了传输线圈与其电磁特性及传输特性之间的关系。传输功率越高，线圈温度越高；线圈层数越多，表面温度越低；线圈尺寸越大，传输效率越高；线圈间距离越远，传输效率越低，工作频率越高，线圈尺寸越小，工作频率和传输效率没有直接关系；各项指标越高，成本越高。因此可以看出，很多指标之间是矛盾的关系，而要使得各指标之间达到较好的平衡则十分困难。

实用新型内容

为了达到上述目的，本实用新型提供一种超薄宽频率中远距离无线电能传输线圈，解决了现有技术中存在的模块体积大，传输效率功率低，传输距离短等问题。