[发明专利]一种磁耦合谐振式无线能量传输系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种全向发射内部全向接收磁耦合谐振式无线能量传输系统，其包括：一个立方型全向发射器，所述立方型全向发射器两端通过一输入阻抗匹配电路连接至频率可调交流电源，所述立方型全向发射器用于向内全向发射电能。一个或多个全向接收器，所述全向接收器两端连接一负载阻抗匹配电路，其置于所述立方型发射器内部用于接收各个方向的电能，输出电能为负载供电。本发明仅需一个交流电源便能实现对发射器内部不同方向的一个或多个负载供电，提高能量的利用率，结构简单，大大降低成本。本发明可应用在房屋中，立方型全向发射器放置在墙四壁向屋内全向发射能量，全向接收器置于屋内接收各方向能量并为屋内负载供电，方便用户的使用。

技术领域

本发明涉及一种磁耦合谐振式无线能量传输系统，尤其涉及一种基于立方型全向发射器为其内部一个或多个全向接收线圈供电，适用于为一个或同时为多个负载充电的全向发射内部全向接收无线能量传输系统及其使用方法。

背景技术

手机电脑等用电设备的供电技术非常重要，传统的有线能量传输存在导线老化会影响用电设备的寿命、频繁插拔产生接触火花引起事故、繁杂电线与接口不匹配等弊端。无线能量传输技术由于其在消费电子产品、便携式设备、电动汽车等充电领域的巨大应用潜力而备受人们关注。目前磁耦合谐振式无线能量传输技术可实现较高效率且较远距离的无线能量传输，有着广阔的市场需求。

磁耦合谐振式无线能量传输技术较多的一种模式是发射线圈给负载线圈在同轴方向无线传输能量，仅能为单一方向上的负载供电，不适合同时为不同方向的多个负载供电。同时很多电子产品等用电设备都是在室内使用，经常需要同时为室内不同方向的一个或多个负载供电。

发明内容

本发明针对以上现有技术的不足，提出了一种全向发射内部全向接收磁耦合谐振式无线能量传输系统及其使用方法。

本发明能够为发射器内部各个方向的一个或同时为多个负载进行供电，且发射器内部磁场全向均匀分布，同时全向接收器能够接收发射器各个方向的能量，系统具有较高的供电效率，仅需一个电源便可实现对内部各个方向一个或多个负载无线能量传输，系统具有成本低、高效可靠的优点。

本发明采用如下技术方案：

一种全向发射内部全向接收磁耦合谐振式无线能量传输系统，其特征在于包括：一个立方型全向发射器，所述立方型全向发射器两端通过一输入阻抗匹配电路连接至频率可调交流电源，所述立方型全向发射器用于向内全向发射电能。一个或多个全向接收器，所述全向接收器两端连接一负载阻抗匹配电路用于接收电能，输出电能为负载供电。

所述立方型全向发射器为仅由一根导线绕制而成的四个面构成无上顶面和下底面的立方型结构，仅需一个交流电源激励便能实现向内全向发射能量。

进一步，所述负载接收线圈可为一个或多个仅由一根导线绕制而成三平面两两正交的六面体结构，所述负载接收线圈位于所述立方型全向发射器内部任意位置。

进一步，所述负载接收线圈绕制方式为一端起点为三维直角坐标系原点O，先沿Y轴正方向绕长度L/2到点a，再沿Z轴正方向绕长度L/2到点b，再沿X轴正方向绕长度L/2到点c，再沿Y轴负方向绕长度L到点d，再沿X轴负方向绕长度L到点e，再沿Y轴正方向绕长度L到点f，再沿X轴正方向绕长度L/2到点g，再沿Z轴正方向绕长度L/2到点h，再沿Y轴负方向绕长度L到点i，再沿Z轴负方向绕长度L到点j，再沿Y轴正方向绕长度L/2到点k，再沿X轴负方向绕长度L/2到点m，再沿Z轴正方向绕长度L到点n，再沿X轴负方向绕长度L到点p，再沿Z轴负方向绕长度L到点q，再沿X轴正方向绕长度L/2到点r到所述负载接收线圈另一端点。

进一步，所述负载接收线圈绕制过程中，b点和g点之间以及k点和r点之间存在间距w。