一种组合型平面动态无线传能发射线圈装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种组合型平面动态无线传能发射线圈装置，用于为无线传能系统的接收线圈提供交变电磁场，包括由检测定位模块检测定位接收线圈的位置，分析控制模块对与各个发射线圈单元相连接的X轴方向控制开关和Y轴方向控制开关将要连通和断开的时刻做出判断，使组合型发射线圈向接收线圈传递交变电磁场时，在工作状态的发射线圈单元所构成发射线圈工作阵列相对于接收线圈处于传输效率最大的形态；组合型发射线圈包括若干按行列分布的发射线圈单元。本发明专利技术拓展了动态无线传能发射线圈机构设计方式，避免了传统发射线圈静止导致发射线圈和接收线圈错位的影响，克服了线圈错位导致的传输距离短、传输效率低等缺点，同时提高了传输能量和传输效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线传能
，具体涉及动态无线传能发射线圈装置，特别 是一种组合型平面动态无线传能发射线圈装置。
技术介绍
无线传能技术在消费电子、医疗电子、工业电子中具有广阔的应用前景。磁感应耦 合和磁共振耦合是目前无线传能中使用最广泛的技术，它们通过发送线圈与接收线圈之间 的电磁耦合传输电能。 磁感应耦合和磁共振耦合的电能传输效率均与两个线圈之间的耦合系数密切相 关。通常，耦合系数越大，电能传输效率越高。耦合系数由线圈的形状、大小、相对位置决定。 在许多应用场合，如电动汽车动态无线充电，线圈的形状、大小是固定的，而发送线圈和接 收线圈之间的位置是变化的。由于相对位置的不确定引起的耦合系数不确定，将使动态无 线充电系统不能达到最优效率传输效率，甚至有可能由于接收电压的波动而损坏系统。虽 然在某一固定耦合系数下，通过合理的补偿电路设计，并使电路工作在谐振状态下可以使 传输效率达到最大，但是耦合系数的不确定将使补偿电路失效，除非补偿电路能根据耦合 系数的变化进行调整，这大大加大了电路设计的难度，甚至变得不能实现。
技术实现思路
为解决动态无线传能中，由于发射线圈和接收线圈之间相对位置不确定使得系统 传输效率不能达到最优甚至系统不能正常工作的问题，本专利技术设计了一种组合型平面高效 无线传能发射线圈机构，发射线圈在一段时间内能跟随接收线圈移动。 本专利技术的技术方案提供一种组合型平面动态无线传能发射线圈装置，用于为无线 传能系统的接收线圈6提供交变电磁场，包括以下部分， 检测定位模块1，用于检测定位接收线圈6的位置，转换成相应信息，所述信息包括接 收线圈6距组合型发射线圈5的距离和速度信息； 分析控制模块2,用于接收检测定位模块1发送的距离和速度信息，对与各个发射线圈 单元7相连接的X轴方向控制开关3和Y轴方向控制开关4将要连通和断开的时刻做出判 断，发送相应控制命令，控制X轴方向控制开关3和Y轴方向控制开关4工作，使组合型发 射线圈5向接收线圈6传递交变电磁场时，在工作状态的发射线圈单元所构成发射线圈工 作阵列相对于接收线圈处于传输效率最大的形态； X轴方向控制开关3,用于依据接收到的控制命令，控制组合型发射线圈5在标号为X 轴方向上的各条连接线路的通断； Y轴方向控制开关4,用于依据接收到的控制命令，控制组合型发射线圈5在标号为Y 轴方向上的各条连接线路的通断； 组合型发射线圈5,包括若干按行列分布的发射线圈单元7,各发射线圈单元7在相应 X轴方向控制开关3和Y轴方向控制开关4均处于连通状态时，进入工作状态，发射交变电 磁场。 而且，组合型发射线圈5向接收线圈6传递交变电磁场时，通过控制X轴方向控制 开关3和Y轴方向控制开关4工作，使在工作状态的发射线圈单元所构成发射线圈工作阵 列的位置发生移动或形状发生改变。 而且，由X轴方向控制开关3和Y轴方向控制开关4共同控制各发射线圈单元7 的工作状态，当发射线圈单元7由X轴方向控制开关3导通且Y轴方向控制开关4导通时， 发射线圈单元7在工作状态。 而且，发射线圈5和接收线圈6的外部覆盖电磁屏蔽层。 本专利技术提出的组合型平面动态无线传能发射线圈装置，是采用检测定位模块1、分 析控制模块2、X轴方向控制开关3、Y轴方向控制开关4、组合型发射线圈5组成的组合型 平面高效无线传能发射线圈机构，配合接收线圈6实现动态无线传能系统。此外还考虑了 电磁辐射的影响，在发射线圈外部利用电磁屏蔽技术进行处理，有效约束了电磁场的辐射 范围，减小电磁场对环境的影响，提高了系统能量传输效率。本专利技术技术方案避免了传统 动态无线传能发射线圈静止导致发射线圈和接收线圈错位的影响，克服了线圈错位导致的 传输距离短、传输效率低等缺点，同时提高了传输能量，对动态无线传能发展提供有力的支 持。采用本专利技术技术方案制造出来的发射线圈机构用于动态无线传能系统能有效提高电能 的传输效率，解决了动态无线传能系统中发射线圈机构设计的优化问题。【附图说明】 图1是本专利技术实施例的整体结构框图； 图2是本专利技术实施例的功能示意图； 图3是本专利技术实施例的发射线圈单元的结构图； 图4是本专利技术实施例应用时的接收线圈的结构图。【具体实施方式】 以下结合附图和实施例对本专利技术技术方案进行具体描述。 考虑到如果能使发送线圈在对接收线圈传输电能的时间段内保持相对位置静止， 接收线圈在这段时间内与发送线圈之间的耦合系数也将是固定的，本专利技术提出一种组合型 平面高效动态无线传能发射线圈机构设计，将无线传能系统中的发射线圈设计成由多个发 射线圈单元组合而成的组合型发射线圈，通过控制各个发射线圈单元的工作状态，实现由 处于工作状态的发射线圈单元构成的发射线圈工作阵列发生移动，使发射线圈工作阵列和 接收线圈在进行能量传输的一段时间内的相对位置保持在传输效率最大的位置，进而能较 大地提高系统的能量传输效率。 其中，所述的组合型发射线圈由多个发射线圈单元组合构成。 本专利技术进一步提出，所述组合型发射线圈中各发射线圈单元的工作状态由X轴方 向控制开关和Y轴方向控制开关共同控制。 本专利技术进一步提出，控制发射单元的工作状态可实现由处于工作状态的发射线圈 单元构成的发射线圈工作阵列位置发生移动。例如，如有一排10个发射线圈单元，从第一 个到最后一个标号为1到10,每次有3个发射线圈单元处于工作状态构成发射线圈工作阵 列，处于工作状态的发射线圈单元由123变成234,等同发射线圈工作阵列的位置发生移 动。 本专利技术进一步提出，控制发射单元的工作状态可实现由处于工作状态的发射线圈 单元构成的发射线圈工作阵列形状发生改变。例如有三排共30个发射线圈单元，第一排发 射线圈单元从第一个到最后一个标号为Al到A10,第二排发射线圈单元从第一个到最后一 个标号为Bl到B10,第三排发射线圈单元从第一个到最后一个标号为Cl到C10,每次有6个 发射线圈单元处于工作状态构成发射线圈工作阵列，处于工作状态的发射线圈单元由A2、 B2、C2、A3、B3、C3变成A2、B2、A3、B3、A4、B4,等同发射线圈工作阵列形状发生改变。 位置发生移动和形状发生改变都可用于适应接收线圈的状况。 本专利技术进一步提出，所述的由处于工作状态的发射线圈单元构成的发射线圈工作 阵列在某一段时间内（即发射线圈向接收线圈传递交变电磁场这段时间）与接收线圈的相 对位置处于传输效率最大的位置。 如图1所示，本专利技术实施例所提供组合型平面高效无线传能发射线圈装置，设置 有如下部分： 检测定位模块1，检测定位接收线圈6的位置，转换成相应信息，所述信息包括接收线 圈6距组合型发射线圈5的距离和速度信息； 分析控制模块2,接收检测定位模块1发送的距离和速度信息，对与各个发射线圈单元 7相连接的X轴方向控制开关3和Y轴方向控制开关4将要连通和断开的时刻做出判断，发 送相应控制命令，控制下一级（X轴方向控制开关3和Y轴方向控制开关4)工作，使组合型 发射线圈5向接收线圈6传递交变电磁场时，其中在工作状态的发射线圈单元所构成发射 线圈工作阵列相对于接收线圈处于传输效率最大的形态； X轴方向控制开关3,依据接收到的控制命令，控制组合型发射线圈5在标号为X轴方 向上的各条连接线路的通断； Y轴方向控制开关4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合型平面动态无线传能发射线圈装置，用于为无线传能系统的接收线圈（6）提供交变电磁场，其特征在于：包括以下部分，检测定位模块（1），用于检测定位接收线圈（6）的位置，转换成相应信息，所述信息包括接收线圈（6）距组合型发射线圈（5）的距离和速度信息；分析控制模块（2），用于接收检测定位模块（1）发送的距离和速度信息，对与各个发射线圈单元（7）相连接的X轴方向控制开关（3）和Y轴方向控制开关（4）将要连通和断开的时刻做出判断，发送相应控制命令，控制X轴方向控制开关（3）和Y轴方向控制开关（4）工作，使组合型发射线圈（5）向接收线圈（6）传递交变电磁场时，在工作状态的发射线圈单元所构成发射线圈工作阵列相对于接收线圈处于传输效率最大的形态；X轴方向控制开关（3），用于依据接收到的控制命令，控制组合型发射线圈（5）在标号为X轴方向上的各条连接线路的通断；Y轴方向控制开关（4），用于依据接收到的控制命令，控制组合型发射线圈（5）在标号为Y轴方向上的各条连接线路的通断；组合型发射线圈（5），包括若干按行列分布的发射线圈单元（7），各发射线圈单元（7）在相应X轴方向控制开关（3）和Y轴方向控制开关（4）均处于连通状态时，进入工作状态，发射交变电磁场。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王军华，代中余，方支剑，朱蜀，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42