[发明专利]一种用于磁共振无线充电的自适应匹配系统

说明书

本发明提供了一种用于磁共振无线充电的自适应匹配系统，包括发射蓝牙通讯及控制电路、发射开关电路、稳压电路、发射天线、射频功率放大电路、接收蓝牙通讯及控制电路接收天线、接收开关电路以及整流稳压电路，本发明利用蓝牙通讯及控制电路采集收发之间的信息，通过用多个收发天线匹配方案，使用开关阵列电路进行收发天线匹配方案的切换，解决了由于距离过近引起的过耦合现象和距离过远引起的欠耦合现象，从而提高了收发天线之间的传输效率。本发明结构简单，设计合理，具有很强的推广应用价值。

技术领域

本发明属于无线电能传输领域，尤其涉及一种用于磁共振无线充电的自适应匹配系统。

背景技术

随着电子信息技术和自动化控制技术的不断发展，各式各样的家电设备和消费电子产品、移动通信设备等已得到了广泛普及，然而传统的家用电器依赖电源线和电源插座之间的有线连接来实现供电，采用内置电池的电子设备也需要充电线与电源插座之间的有线连接来进行充电，因此我们随处能看到为这些电子设备提供电能供给的电线。这些电线不仅占据了我们的活动空间，限制了设备使用的方便性，而且产生了安全用电的隐患。所以，随着人们对可以完全无线使用的便携式设备和绿色能源系统的需求的不断增长，对于无线能量传输技术的研究和应用迅速成为国内外学术界和工业界的焦点。目前业内公认的无线充电技术主要分为三类，一种是WPC联盟主推的QI标准，也称为磁感应耦合技术，另一种是Airfuel联盟主推的磁谐振耦合技术，还有一种是电磁辐射式无线输能技术。相比于磁感应技术，磁谐振耦合技术在充电距离、空间自由度、一对多充和功率扩展上有明显优势；而相比于电磁辐射式无线输能技术，磁谐振耦合技术在能量转化效率、传输功率和电磁安全方面更具备实际应用价值。目前，该技术已逐渐被应用于智能穿戴、扫地机器人、AGV等设备中，赋予设备无线充电的功能，并提高设备的安全性和智能化程度，提升用户的使用体验。另外磁谐振耦合技术在智能家居领域的应用也将颠覆传统家电及移动通信设备、消费电子产品的使用模式，以住宅为平台，利用磁谐振无线充电技术、隐藏布线技术以及自动控制技术彻底移除家居生活区域内所有电源线，对设备进行无线充电或者持续电能供给，提升家居的安全性、便利性和舒适性，构建高效、环保、节能的居住环境。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种用于磁共振无线充电的自适应匹配系统解决了由于距离过近引起的过耦合现象和距离过远引起的欠耦合现象的问题，提高了收发天线之间的传输效率。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种用于磁共振无线充电的自适应匹配系统，包括磁共振发射模块以及与所述磁共振发射模块连接的磁共振接收模块；

所述磁共振发射模块包括发射蓝牙通讯及控制电路、分别与所述发射蓝牙通讯及控制电路连接的发射开关电路、稳压电路和发射天线以及分别与发射开关电路和所述稳压电路连接的射频功率放大电路；所述稳压电路与所述发射开关电路连接，所述发射天线与所述磁共振接收模块连接；

所述磁共振接收模块包括接收蓝牙通讯及控制电路、以及分别与所述接收蓝牙通讯及控制电路连接的接收天线、接收开关电路和整流稳压电路，所述整流稳压电路与所述接收开关电路连接，所述接收天线与所述发射天线连接。

本发明的有益效果是：本发明利用磁共振无线电能传输的自适应匹配方案，即利用蓝牙通讯及控制电路采集收发之间的信息，通过用多个收发天线匹配方案，使用开关阵列电路进行收发天线匹配方案的切换，以解决磁共振无线电能传输过程中，因距离过近引起的过耦合现象和距离过远引起的欠耦合现象，导致传输效率变差的问题，极大的提高了不同距离的传输效率。

进一步地，发射蓝牙通讯及控制电路包括蓝牙芯片N14、稳压芯片N13以及稳压芯片N12；