一種四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及能量傳輸領(lǐng)域，尤其是一種四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié) 構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 采用導(dǎo)線傳送電能的輸電方式雖然具有線路連接簡單、傳送效率高的優(yōu)勢，但也 存在W下缺點；（1)傳輸導(dǎo)線破皮容易引起短路故障；（2)插座與插頭的接觸摩擦容易生火 而引起火災(zāi)，給石油、化工等特殊行業(yè)留下安全隱患；(3)對于封閉的環(huán)境、孤立的島蝸或 工作于山頭的基站，導(dǎo)線連接困難，難W實現(xiàn)有線電能的傳輸?？梢娪芯€能量傳輸存在許多 問題，比如不夠安全、靈活性差、應(yīng)用環(huán)境受限和占用資源等。如果能W非導(dǎo)線連接的方式 實現(xiàn)能量的傳輸，則可W進一步擴大電氣設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域。有基于此，無線能量傳輸技術(shù)應(yīng) 運而生。
[0003] 根據(jù)傳輸機理，當(dāng)前的無線傳輸主要分為=種方式：電磁感應(yīng)式、電磁福射式和電 磁諧振式。電磁感應(yīng)式的無線能量傳輸技術(shù)比較成熟，但傳輸距離很近，多為毫米級，傳輸 范圍非常有限；對于電磁福射式無線能量傳輸技術(shù)，由于電磁福射損耗、天線尺寸等方面的 原因，該方式的效率及功率非常低，僅能夠傳輸毫瓦或瓦級的功率。電磁諧振式的無線能量 傳輸技術(shù)克服了 W上兩種傳輸方式的不足，具有傳輸距離遠、效率高、功率大等優(yōu)點，成為 無線傳輸領(lǐng)域的研究熱點。
[0004] 電磁諧振式無線能量傳輸系統(tǒng)問世W來，經(jīng)歷了不斷的研究和發(fā)展，四線圈結(jié)構(gòu) 逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點。然而當(dāng)前對電磁諧振方式的無線能量傳輸技術(shù)的四線圈結(jié)構(gòu) 的設(shè)計還處于初級階段，不夠成熟。在目前的四線圈結(jié)構(gòu)中，電源線圈與發(fā)射線圈需保持一 定的距離，導(dǎo)致電源線圈與發(fā)射線圈的禪合系數(shù)較小，無法保證系統(tǒng)的能量傳輸效率，同時 也造成系統(tǒng)占用的空間較大，限制了系統(tǒng)的應(yīng)用場合。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是；提供一種能量傳輸效率高和應(yīng)用 范圍廣的，四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié)構(gòu)。
[0006] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié)構(gòu)，包括電源諧振回路、發(fā)射諧振回路、 接收諧振回路和負載諧振回路，所述電源諧振回路由電源線圈、電源內(nèi)阻、電源、第一諧振 電容和第一電阻依次串聯(lián)構(gòu)成，所述發(fā)射諧振回路由發(fā)射線圈、第二諧振電容和第二電阻 依次串聯(lián)構(gòu)成，所述接收諧振回路由接收線圈、第=諧振電容和第=電阻依次串聯(lián)構(gòu)成，所 述負載諧振回路由負載線圈、第四諧振電容、第四電阻和負載依次串聯(lián)構(gòu)成，所述電源線圈 與發(fā)射線圈采用雙線并繞的方式繞成一個雙線圈，所述發(fā)射線圈與接收線圈禪合連接，所 述接收線圈與負載線圈禪合連接。
[000引進一步，所述電源線圈與發(fā)射線圈采用雙線并繞的方式繞成一個雙線圈。
[0009] 進一步，所述接收線圈的繞線與雙線圈中的任一股繞線相同，所述接收線圈獨立 放置于發(fā)射線圈和負載線圈之間。
[0010] 進一步，所述負載線圈的繞線與雙線圈中的任一股繞線相同，所述負載線圈獨立 放置于接收線圈之后。
[ocm] 進一步，所述接收線圈和負載線圈的距離d34滿足：
[0012]
【主權(quán)項】
1. 一種四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括電源諧振回路、發(fā) 射諧振回路、接收諧振回路和負載諧振回路，所述電源諧振回路由電源線圈（L1)、電源內(nèi)阻 (r)、電源（VI)、第一諧振電容（Cl)和第一電阻（Rl)依次串聯(lián)構(gòu)成，所述發(fā)射諧振回路由發(fā) 射線圈（L2)、第二諧振電容（C2)和第二電阻（R2)依次串聯(lián)構(gòu)成，所述接收諧振回路由接 收線圈（L3)、第三諧振電容（C3)和第三電阻（R3)依次串聯(lián)構(gòu)成，所述負載諧振回路由負 載線圈（L4)、第四諧振電容（C4)、第四電阻（R4)和負載（RU依次串聯(lián)構(gòu)成；所述電源線圈 (LI)與發(fā)射線圈（L2)采用雙線并繞的方式繞成一個雙線圈，所述發(fā)射線圈（L2)與接收線 圈（L3)耦合連接，所述接收線圈（L3)與負載線圈（L4)耦合連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述接收線圈（L3)的繞線與雙線圈中的任一股繞線相同，所述接收線圈（L3)獨立放置于 發(fā)射線圈（L2)和負載線圈（L4)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述負載線圈（L4)的繞線與雙線圈中的任一股繞線相同，所述負載線圈（L4)獨立放置于 接收線圈（L3)之后。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述接收線圈（L3)和負載線圈（L4)的距離cU茜足：
其中，Z為接收線圈和負載線圈的電感值，Λ為接收線圈和負載線圈的匝數(shù)，r為接收線 圈和負載線圈的線圈半徑，為為空氣磁導(dǎo)率，毛4為收線圈與負載線圈的最佳耦合系數(shù)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種四線圈電磁諧振式的無線能量傳輸結(jié)構(gòu)，包括電源諧振回路、發(fā)射諧振回路、接收諧振回路和負載諧振回路，所述電源諧振回路由電源線圈、電源內(nèi)阻、電源、第一諧振電容和第一電阻依次串聯(lián)構(gòu)成，所述發(fā)射諧振回路由發(fā)射線圈、第二諧振電容和第二電阻依次串聯(lián)構(gòu)成，所述接收諧振回路由接收線圈、第三諧振電容和第三電阻依次串聯(lián)構(gòu)成，所述負載諧振回路由負載線圈、第四諧振電容、第四電阻和負載依次串聯(lián)構(gòu)成，所述電源線圈與發(fā)射線圈采用雙線并繞的方式繞成一個雙線圈，所述發(fā)射線圈與接收線圈耦合連接，所述接收線圈與負載線圈耦合連接。本實用具有能量傳輸效率高和應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于能量傳輸領(lǐng)域。
【IPC分類】H02J17-00
【公開號】CN204290505
【申請?zhí)枴緾N201420752587
【發(fā)明人】吳朝暉, 萬如, 楊祎巍, 李斌
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月3日