[发明专利]一种基于负磁导率超材料的增磁式手机无线充电器

说明书

本发明公开了一种基于负磁导率超材料的手机无线充电器，用于对手机进行无线充电。该装置包括逆变电路、发射线圈、谐振电容和具有负磁导率特性的超材料板。所述的超材料板设置在发射线圈与手机之间，可以起到聚集磁场的作用。所述的谐振电容与所述的发射线圈用金属线连接，高频交流电通过所述的发射线圈进行功率输出。手机中内置的接收线圈与所述的超材料板和发射线圈相互耦合，接收线圈通过被聚焦的磁场接收电能。本发明使用具有负磁导率特性的超材料，提高了传递的效率。

技术领域

本发明用于手机的无线充电器，尤其涉及一种基于负磁导率超材料的无线充电器，适用于为手机充电。

背景技术

无线充电技术不需要传输线即可对设备充电，因而在手机充电技术领域备受关注。无线充电是通过磁场传递能量，但是在传输过程中，磁场不可避免地发散，从而导致传输效率有明显的下降。尤其是当传输距离变大之后，效率下降非常明显。而具有负磁导率特性的超材料有聚焦磁场的功能。为了进一步提高无线充电的效率，需要在无线充电器中加入负磁导率超材料，实现更高效的充电。

发明内容

技术问题：本发明提供了一种基于负磁导率超材料的无线充电器，通过超材料聚焦无线充电过程中的磁场，以实现更高效率的无线充电。

技术方案：本发明的一种基于负磁导率超材料的增磁式手机无线充电器包括充电器外壳、逆变电路、谐振电容、铁芯、发射线圈、负磁导率超材料板；其中，在充电器外壳中，与充电器外壳平面平行顺序设置有负磁导率超材料板、铁芯、逆变电路，在铁芯的平面上设置发射线圈，发射线圈与谐振电容连接，所述的负磁导率超材料板放置在发射线圈与被充电的手机之间；所述的逆变电路提供对应谐振频率的交流电，通过所述的发射线圈以磁场的形式将能量发射出去，所述的负磁导率超材料板对磁场聚焦，手机内置的接收线圈通过聚焦的磁场接收到电能。

所述的负磁导率超材料板由一个或多个超材料单元构成，超材料单元的主体是FR4介质板(FR-4是耐燃材料等级，通常是指FR-4环氧玻璃布层压板，在其他类似专利中也采用“FR-4介质板”的说法)，在该FR4介质板的平面上设有导电线制成的谐振线圈，多个超材料单元的谐振线圈通过集总电容相连接构成谐振结构，构成负磁导率超材料板。

所述的谐振线圈的平面形状为螺旋状的圆形或方形。

所述的谐振线圈设置在FR4介质板的单面或正反两面上，正反两面的谐振线圈需要对称设置。

所述的多个超材料单元的排列方式为纵横方向并排排列，或沿垂直单元表面方向堆叠排列。

所述的导电线制成的谐振线圈，其中导电线为独立的铜线或印刷导电薄膜。

所述的发射线圈为平面状的线圈，设置在铁芯的平面上。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明通过在无线充电器中加入具有负磁导率的超材料板，使得磁场变得聚焦，能够提高电能传输的效率，减少能量的损失。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的基于负磁导率超材料的无线充电器与手机连接使用的结构示意图。

图中有：充电器外壳1、逆变电路2、谐振电容3、铁芯4、发射线圈5、负磁导率超材料板6、超材料单元6-1、手机外壳7、接收线圈8、接收线圈的谐振电容9。

具体实施方式

本发明所述的基于负磁导率超材料的无线充电器，用于对具备无线充电功能的手机进行充电，包括逆变电路、谐振电容、发射线圈和超材料板，所述的超材料板介于所述的发射线圈和手机之间，所述的逆变电路为所述的发射线圈提供高频的交流电，所述的谐振电容与所述的发射线圈构成谐振。

所述的谐振电容与所述的发射线圈构成谐振，由所述的发射线圈以磁场的形式向外发射能量，手机内置的接收线圈接收到磁场能量并转换为电能。