[发明专利]一种基于近零磁导率超材料的无线输电装置

摘要

本发明公开了一种基于近零磁导率超材料的无线输电装置，包括同轴设置的驱动线圈、发射线圈、负载线圈、接收线圈以及屏蔽结构；屏蔽结构的材料为近零磁导率超材料；发射线圈和接收线圈的谐振频率均与屏蔽结构中超材料的磁导率为0时的工作频率相同；由于电磁耦合及谐振耦合，驱动线圈中产生的交变磁场最终传输至负载线圈；屏蔽结构的两个面或多个面以发射线圈和接收线圈之间的能量传输通道为中心轴对称设置；交变磁场入射到屏蔽结构的面时，会发生偏折，使得接收线圈接收到的磁场较多，并且传输通道外的磁场减弱，从而屏蔽传输通道外的磁场。本发明能够有效抑制能量传输过程中的电磁干扰和电磁辐射并提高能量传输的效率。

主权项

1.一种基于近零磁导率超材料的无线输电装置，其特征在于，包括同轴设置的驱动线圈(1)、发射线圈(2)、负载线圈(3)、接收线圈(4)以及屏蔽结构(5)；所述屏蔽结构(5)的材料为近零磁导率超材料，且所述超材料的磁导率为0时所述屏蔽结构(5)的工作频率为f0；所述发射线圈(2)和所述接收线圈(4)的谐振频率均为f0；所述驱动线圈(1)外接一个工作频率为f0的射频电源，用于产生高频的第一交变磁场；所述发射线圈(2)与所述驱动线圈(1)形成电磁耦合，使得所述第一交变磁场转移至所述发射线圈(2)，激发所述发射线圈(2)产生第二交变磁场；所述接收线圈(4)和所述发射线圈(2)形成谐振耦合，两个线圈之间形成一条能量传输通道，使得所述第二交变磁场传输至所述接收线圈(4)，激发所述接收线圈(4)产生第三交变磁场，从而实现能量的传输；所述负载线圈(3)与所述接收线圈(4)形成电磁耦合，使得所述第三交变磁场转移至所述负载线圈(3)，从而实现磁能到电能的转换；所述屏蔽结构(5)包含两个面或多个面，且所述两个面或多个面以所述能量传输通道为中心轴线对称设置；所述屏蔽结构(5)用于使得所述第二交变磁场在传输的过程中发生偏折，从而传输到所述能量传输通道之外的磁场减弱，所述接收线圈(4)接收到的磁场增多，进而能量传输效率增大。