The invention discloses a two-dimensional wireless energy supply method based on coupled relay. In the energy transmitting coil, the output terminal of the high frequency signal source is connected to the transmitting antenna through the amplifier, and the high frequency energy generated by the high frequency signal source is amplified by the amplifier and then coupled by the transmitting antenna to the nearest rectangular energy coupling. In rectangular energy coupling unit, rectangular coil induces current and generates its own electromagnetic field, which transfers high-frequency wireless energy to adjacent rectangular energy coupling unit. In energy receiving coil, receiving antenna obtains high-frequency energy from the nearest rectangular energy coupling unit and then transmits DC current to load through rectification and filtering. The invention is suitable for the occasion where the wireless high frequency energy receiving device moves freely on the plane, and the system has high flexibility and avoids excessive space energy dissipation.
【技术实现步骤摘要】
一种基于耦合中继的二维无线供能方法
本专利技术涉及一种二维无线供能方法,尤其涉及了一种基于耦合中继的二维无线供能方法。
技术介绍
无线供电的典型应用包括手机充电、电动汽车、机器人和植入式医疗设备等。相比于传统的有线供电方式,无线供电方式避免了用电终端的线缆连接问题,使得在不方便使用电缆的场合也能获得稳定持续的能量供给。此外,近年来迅速增加的运动中无线供能方式在用电目标移动的过程中向其持续供电,可以大幅降低长时间、大功率用电设备的电池容量。然而,现有的运动中无线供能方式大多采用在目标设备的固定运动路线上铺设能量发射器,将物体的运动方向限制为一维。此外,也有新的方式使用立体的无线供能笼,将目标设备放置于该笼中向其供电。但这种方式供能没有指向性,在传递能量的过程中会造成很大的能量耗散,使得系统效率低下。
技术实现思路
为了解决在二维平面上对自由移动的设备进行无线供能的问题,本专利技术提出了一种基于耦合中继的二维无线供能方法。本专利技术采用的技术方案是:本专利技术采用二维无线供能装置,二维无线供能装置包括能量发射线圈、多个具备能量传递功能的矩形能量耦合单元和能量接收线圈;多个矩形能量耦合单元相互靠近且以矩阵式排列方式布置在同一平面上构成二维无线能量中继平面,能量发射线圈安装在二维无线能量中继平面的上方或下方,能量接收线圈在二维中继平面上方或者下方自由移动;能量发射线圈包括发射天线、放大器和高频信号源,高频信号源的输出端通过放大器接入发射天线,高频信号源产生的高频能量经过放大器放大后由发射天线耦合到离能量发射线圈最近的矩形能量耦合单元;矩形能量耦合单元包括电子开关和矩形 ...
【技术保护点】
1.一种基于耦合中继的二维无线供能方法,其特征在于:采用二维无线供能装置,二维无线供能装置包括能量发射线圈(1)、多个具备能量传递功能的矩形能量耦合单元(2)和能量接收线圈(3);多个矩形能量耦合单元(2)相互靠近且以矩阵式排列方式布置在同一平面上构成二维无线能量中继平面(4),能量发射线圈(1)安装在二维无线能量中继平面(4)的上方或下方,能量接收线圈(3)在二维中继平面(4)上方或者下方自由移动;所述的能量发射线圈(1)包括发射天线(11)、放大器(12)和高频信号源(13),高频信号源(13)的输出端通过放大器(12)接入发射天线(11),高频信号源(13)产生的高频能量经过放大器(12)放大后由发射天线(11)耦合到离能量发射线圈(1)最近的矩形能量耦合单元(2);所述的矩形能量耦合单元(2)包括电子开关(203)和矩形线圈(204),矩形线圈(204)的两端与电子开关(203)串联构成回路,矩形线圈(204)受周围电磁场感应产生电流进而自身通电产生自身电磁场将高频无线能量传递给相邻的矩形能量耦合单元(2)中的矩形线圈(204);所述的能量接收线圈(3)包括接收天线(31)、二 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于耦合中继的二维无线供能方法,其特征在于:采用二维无线供能装置,二维无线供能装置包括能量发射线圈(1)、多个具备能量传递功能的矩形能量耦合单元(2)和能量接收线圈(3);多个矩形能量耦合单元(2)相互靠近且以矩阵式排列方式布置在同一平面上构成二维无线能量中继平面(4),能量发射线圈(1)安装在二维无线能量中继平面(4)的上方或下方,能量接收线圈(3)在二维中继平面(4)上方或者下方自由移动;所述的能量发射线圈(1)包括发射天线(11)、放大器(12)和高频信号源(13),高频信号源(13)的输出端通过放大器(12)接入发射天线(11),高频信号源(13)产生的高频能量经过放大器(12)放大后由发射天线(11)耦合到离能量发射线圈(1)最近的矩形能量耦合单元(2);所述的矩形能量耦合单元(2)包括电子开关(203)和矩形线圈(204),矩形线圈(204)的两端与电子开关(203)串联构成回路,矩形线圈(204)受周围电磁场感应产生电流进而自身通电产生自身电磁场将高频无线能量传递给相邻的矩形能量耦合单元(2)中的矩形线圈(204);所述的能量接收线圈(3)包括接收天线(31)、二极管整流桥(32)、滤波电容(33)和负载(34),接收天线(31)经二极管整流桥(32)并联到滤波电容(33),负载(34)的两端并联到滤波电容(33),能量发射线圈(1)发射的高频能量经由至少一个矩形能量耦合单元(2)耦合至能量接收线圈(3),能量接收线圈(3)中的接收天线(31)从离能量接收线圈(3)最近的矩形能量耦合单元(2)获得高频能量后通过二极管整流桥(32)进行整流、由滤波电容(33)进行滤波得到稳定的直流电,输送给负载(34)。2.根据权利要求1所述的一种基于耦合中继的二维无线供能方法,其特征在于:所述的电子开关(203)通过切...
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