一種發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的無(wú)線(xiàn)電能發(fā)射端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的無(wú)線(xiàn)電能發(fā)射端。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示為磁共振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸裝置的示意框圖，發(fā)射端包括有原邊發(fā)射線(xiàn)圈Ls和諧振電容Cs組成的諧振結(jié)構(gòu)，其中，Ls包括激磁電感和漏感部分。接收端包括有副邊接收線(xiàn)圈Ld和諧振電容Cd組成的諧振結(jié)構(gòu)。為了保證無(wú)線(xiàn)功率能夠有效傳輸，通常設(shè)置原副邊諧振結(jié)構(gòu)的諧振頻率與系統(tǒng)的工作頻率f0 —致，比如設(shè)置為無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟(A4WP)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的6.78MHZ，此時(shí)傳輸效率最高。其中，圖1中T為變壓器。
[0003]發(fā)射線(xiàn)圈接收輸入電流，以產(chǎn)生空間磁場(chǎng)，接收線(xiàn)圈感應(yīng)所述空間磁場(chǎng)，以獲得相應(yīng)的交變電壓，但在工作過(guò)程中，當(dāng)接收端靠近發(fā)射線(xiàn)圈時(shí)，會(huì)影響發(fā)射線(xiàn)圈周?chē)艌?chǎng)的分布，從而導(dǎo)致發(fā)射端圈Ls的感值發(fā)生變化。比如當(dāng)接收端置于發(fā)射線(xiàn)圈周?chē)煌恢脮r(shí)，發(fā)射線(xiàn)圈Ls的感值會(huì)不相同，或者是，當(dāng)有多個(gè)接收端靠近時(shí)，發(fā)射端圈Ls的感值也會(huì)發(fā)生變化。此時(shí)，補(bǔ)償電容Cs和發(fā)射線(xiàn)圈Ls阻抗不匹配，影響整個(gè)系統(tǒng)的能量傳輸效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的無(wú)線(xiàn)電能發(fā)射端。該發(fā)射線(xiàn)圈采用兩個(gè)繞線(xiàn)并聯(lián)纏繞的方式，相對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)中的單根繞線(xiàn)串聯(lián)纏繞的方式，可以使得在產(chǎn)生相同的空間磁場(chǎng)的情況下，本實(shí)用新型的發(fā)射線(xiàn)圈的感值比現(xiàn)有技術(shù)中的感值大幅降低，這樣接收端對(duì)發(fā)射線(xiàn)圈的感值影響也大大減小，發(fā)射線(xiàn)圈和原邊的補(bǔ)償電容處于阻抗匹配狀態(tài)，保證系統(tǒng)的傳輸效率高。
[0005]依據(jù)本實(shí)用新型的一種發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，包括線(xiàn)圈和發(fā)射板，所述線(xiàn)圈包括輸入端、輸出端，第一繞線(xiàn)和第二繞線(xiàn)，
[0006]所述輸入端和輸出端為同一平面上相鄰的兩個(gè)端點(diǎn)；
[0007]所述第一繞線(xiàn)的第一端連接至輸入端，第二端連接至輸出端，所述第二繞線(xiàn)的第一端連接至輸出端，第二端連接至輸入端；
[0008]所述第一繞線(xiàn)和第二繞線(xiàn)以輸入端和輸出端之間連線(xiàn)的中垂線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)纏繞，以共同形成N匝線(xiàn)圈，其中，N 3 1。
[0009]進(jìn)一步的，當(dāng)所述線(xiàn)圈的匝數(shù)N為奇數(shù)時(shí)，則所述第一繞線(xiàn)和第二繞線(xiàn)以所述中垂線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸進(jìn)行對(duì)稱(chēng)纏繞，以獲得所述N匝線(xiàn)圈，且第一繞線(xiàn)和第二繞線(xiàn)通過(guò)所述中垂線(xiàn)位置；
[0010]當(dāng)所述線(xiàn)圈的匝數(shù)N為偶數(shù)時(shí)，則所述第一繞線(xiàn)和第二繞線(xiàn)以所述中垂線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸進(jìn)行對(duì)稱(chēng)纏繞，以獲得所述N匝線(xiàn)圈；
[0011 ] 優(yōu)選的，所述第一繞線(xiàn)和所述第二繞線(xiàn)材質(zhì)、粗細(xì)和長(zhǎng)度均為相同。
[0012]優(yōu)選的，所述第一繞線(xiàn)和所述第二繞線(xiàn)共同形成的N匝線(xiàn)圈為具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)選的，所述第一繞線(xiàn)和所述第二繞線(xiàn)共同形成N匝圓形線(xiàn)圈或方形線(xiàn)圈或橢圓形線(xiàn)圈。
[0014]優(yōu)選的，所述線(xiàn)圈貼合放置于所述發(fā)射板之上。
[0015]依據(jù)本實(shí)用新型的一種無(wú)線(xiàn)電能發(fā)射端，以向隔離的電能接收端傳輸能量，所述無(wú)線(xiàn)電能發(fā)射端包括逆變電路、開(kāi)關(guān)控制電路和發(fā)射部分，
[0016]所述逆變電路接收外部直流電源，以產(chǎn)生高頻交變電壓信號(hào)；
[0017]所述開(kāi)關(guān)控制電路用以控制所述逆變電路中開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，以使得所述逆變電路中的開(kāi)關(guān)管在零電壓處導(dǎo)通；
[0018]所述發(fā)射部分包括有發(fā)射線(xiàn)圈和諧振電容，所述發(fā)射線(xiàn)圈上述的發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，所述諧振電容與所述發(fā)射線(xiàn)圈的諧振頻率與預(yù)設(shè)頻率一致。
[0019]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)頻率為所述電能發(fā)射端和所述電能接收端的系統(tǒng)工作頻率。
[0020]依據(jù)上述的發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的無(wú)線(xiàn)電能發(fā)射端。發(fā)射線(xiàn)圈通過(guò)第一繞線(xiàn)和第二繞線(xiàn)并聯(lián)對(duì)稱(chēng)纏繞，以獲得N匝線(xiàn)圈，使得在產(chǎn)生相同的空間磁場(chǎng)的情況下，發(fā)射線(xiàn)圈的感值比現(xiàn)有技術(shù)中串聯(lián)纏繞的感值更小，例如，在同樣的匝數(shù)下，本實(shí)用新型中發(fā)射線(xiàn)圈感值可以比現(xiàn)有技術(shù)中的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)射線(xiàn)圈感值減小75%，這樣，當(dāng)接收端靠近發(fā)射線(xiàn)圈中，由于發(fā)射線(xiàn)圈本身的感值較小，接收端對(duì)發(fā)射線(xiàn)圈感值的影響也將大大減小，不會(huì)對(duì)原邊發(fā)射線(xiàn)圈和諧振電容的阻抗匹配造成太大影響，提高了系統(tǒng)的電能傳輸效率。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1所示為磁共振式無(wú)線(xiàn)電能傳輸裝置的示意框圖；
[0022]圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射線(xiàn)圈的一匝線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3所示為依據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)射線(xiàn)圈的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4所示為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射線(xiàn)圈的兩匝線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖5所示為依據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)射線(xiàn)圈的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。本實(shí)用新型涵蓋任何在本實(shí)用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有徹底的了解，在以下本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。
[0027]現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射線(xiàn)圈常采用串聯(lián)連接的方式，如圖2所示，以一匝發(fā)射線(xiàn)圈為例，所述發(fā)射線(xiàn)圈的繞線(xiàn)從A端繞至B端，記繞線(xiàn)的中點(diǎn)為O點(diǎn)，則所述發(fā)射線(xiàn)圈可看為繞線(xiàn)AO和繞線(xiàn)OB兩部分串聯(lián)連接在一起，設(shè)AO部分繞線(xiàn)的感值為0.5Ls，則所述發(fā)射線(xiàn)圈的總感值為L(zhǎng)s。
[0028]而采用本實(shí)用新型的發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，所述發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)包括線(xiàn)圈和發(fā)射板，所述線(xiàn)圈貼合放置于所述反射板，如圖3所示，所述線(xiàn)圈包括輸入端如A端、輸出端如B端、第一繞線(xiàn)①和第二繞線(xiàn)②，A端和B端為同一平面上相鄰的兩個(gè)端點(diǎn)，本實(shí)施例中定義電流從A端輸入，從B端輸出，容易理解，電流流向可以互換。第一繞線(xiàn)①和第二繞線(xiàn)②的兩個(gè)端點(diǎn)分別接所述A端和B端，以形成并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)，第一繞線(xiàn)①和第二繞線(xiàn)②以輸入端和輸出端之間連線(xiàn)的中垂線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)纏繞，共同形成N匝線(xiàn)圈，其中，N 3 1，這里以一匝圓形線(xiàn)圈為例，如圖3所示，本實(shí)施例中，第一繞線(xiàn)①和第二繞線(xiàn)②的材質(zhì)、粗細(xì)和長(zhǎng)度均為相同，例如，第一繞線(xiàn)①和第二繞線(xiàn)②的繞線(xiàn)長(zhǎng)度分別包括半個(gè)圓弧和中垂線(xiàn)的長(zhǎng)度，第一繞線(xiàn)①和第二繞線(xiàn)②在中垂線(xiàn)所在位置的長(zhǎng)度為相等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，所述N匝線(xiàn)圈還可以為方形、橢圓形或其他有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的圖形。
[0029]根據(jù)圖3所示的結(jié)構(gòu)圖，第一繞線(xiàn)①與圖2中A0部分的繞線(xiàn)長(zhǎng)度為近似相等，在材質(zhì)、粗細(xì)等均相同的情況下，則第一繞線(xiàn)①的感值也為0.5Ls，同理，第二繞線(xiàn)②的感值亦為0.5Ls，則本實(shí)施例中的發(fā)射線(xiàn)圈的總的感值為L(zhǎng)s/4。當(dāng)繞線(xiàn)中通過(guò)相同大小的電流時(shí)，如輸入端輸入2IX的電流，則第一繞線(xiàn)①和第二繞線(xiàn)①中的電流均為I x，本實(shí)施例中由于第一繞線(xiàn)①和第二繞線(xiàn)①在中垂線(xiàn)所在位置的長(zhǎng)度為相等，因此在中垂線(xiàn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，如現(xiàn)有技術(shù)中一匝線(xiàn)圈中也通過(guò)Ix的電流，則本實(shí)施例產(chǎn)生的空間磁場(chǎng)與現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生的空間磁場(chǎng)為相等大小，而根據(jù)上述感值