[实用新型]基于特殊发射端线圈的双共振式无线电能传输系统

说明书

本实用新型提供了一种基于特殊发射端线圈的双共振式无线电能传输系统，系统的发射端包括发射端电路、发射端非共振线圈和发射端共振线圈；发射端非共振线圈形成有主触点，主触点电连接于发射端电路的第一端，发射端非共振线圈还形成有与主触点之间的线圈匝数不同的多个副触点；系统还包括：用于获取发射端和接收端之间距离的控制模块；用于根据距离以一定规律调节发射端非共振线圈的匝数的切换模块，切换模块的第一端电连接于发射端电路的第二端，切换模块的第二端可切换地电连接于一副触点，切换模块的控制端电连接于控制模块。本实用新型实现了在单一工作频率下的高效率自由移动的无线电能传输。

技术领域

本实用新型涉及无线电能传输领域，具体涉及一种基于特殊发射端线圈的双共振式无线电能传输系统。

背景技术

在无线电能传输系统的发展中经历了几个阶段，最初的方案直接通过线圈产生交变电磁场耦合感应式，虽然目前该方案(Qi标准)是已实现量产，但其缺点也十分突出，一方面是传输距离非常近(不超过10mm)，另一方面该方法的能量传输效率不高(低于50％)，由此导致充电范围小的问题。随后由麻省理工学院Marin教授提出的磁共振方案可以有效提升能量的传输距离，但其缺点也非常明显，只存在一个最佳的工作距离，其他距离下传输效率会大大下降。基于磁共振传输方案，工程上的解决方法是通过追踪最佳的工作频率，该方法不仅电路设计困难，并且无法扩大充电范围。特别的，在一些特定场景下，限制了接收端线圈及电路的改进空间(例如手机等小型化设备)而仅仅只能通过发射端来实现效率和可移动性的提升。此外，现有技术中很难避免在相对较近距离下由于近场相互作用导致的频率劈裂问题。

因此，有必要提供一种方案，解决现有无线电能传输系统中存在的传输距离短、传输效率低、充电范围小、工作频率不稳定的问题。

实用新型内容

为了解决现有无线电能传输系统中存在的传输距离短、传输效率低、充电范围小的问题，本实用新型提供了一种基于特殊发射端线圈的双共振式无线电能传输系统。

本实用新型提供的基于特殊发射端线圈的双共振式无线电能传输系统，所述系统的发射端包括发射端电路、发射端非共振线圈和发射端共振线圈，所述发射端非共振线圈电连接于所述发射端电路，所述发射端共振线圈耦合于所述发射端非共振线圈，所述发射端非共振线圈形成有主触点，所述主触点电连接于所述发射端电路的第一端，所述发射端非共振线圈还形成有与所述主触点之间的线圈匝数不同的多个副触点；

所述基于特殊发射端线圈的双共振式无线电能传输系统还包括：

用于获取所述系统的发射端和接收端之间的距离的控制模块；

用于根据所述距离以一定规律调节所述发射端非共振线圈的匝数的切换模块，所述切换模块的第一端电连接于所述发射端电路的第二端，所述切换模块的第二端可切换地电连接于一所述副触点，所述切换模块的控制端电连接于所述控制模块。

本实用新型通过在双共振系统中基于特殊绕制发射端线圈切换接入不同触点的方式，实现了在单一工作频率下的高效率自由移动的无线电能传输，满足了无线电能传输系统需求更大的充电功率和更高的充电效率的要求，满足了自由移动的需求，克服了频率追踪的困难，解决了接收端无法进行线圈和电路优化的问题，还不会增加线圈数量，实现了最大程度材料和空间的节约。

本实用新型基于特殊发射端线圈的双共振式无线电能传输系统的进一步改进在于，所述接收端包括接收端共振线圈、接收端非共振线圈和接收端电路，所述接收端共振线圈共振耦合于所述发射端共振线圈，所述接收端非共振线圈耦合于所述接收端共振线圈，所述接收端电路电连接于所述接收端非共振线圈。

本实用新型基于特殊发射端线圈的双共振式无线电能传输系统的更进一步改进在于，所述发射端共振线圈磁场耦合于所述发射端非共振线圈；

所述接收端共振线圈磁场耦合于所述接收端非共振线圈。