一种无线电能传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无线电能传输装置。通过将原边补偿电容(或副边补偿电容)设置为包含N个子补偿电容，所述N个子补偿电容均分连接在电能发射线圈(或电能接收线圈)中，以将电能发射线圈(或电能接收线圈)相应地均分为N等份。通过上述的分布式电容的连接结构，可以使得每段电能发射线圈(或电能接收线圈)的电压能够降低，从而减小发射线圈对地的共模电流或是接收线圈对金属的环流，但原边或副边总的补偿电容和线圈的谐振频率与系统工作频率一致，可以保证能量传输效率最高。

A radio energy transmission device

The invention discloses a radio energy transmission device. The primary side of the compensation capacitor (or secondary capacitor compensation) is set to contain the N sub compensation capacitor, the compensation capacitor connected to the N sub divided power transmitting coil (or the power receiving coil), with power transmitting coil (or the power receiving coil) correspondingly divided into N parts. By connecting the structure of distributed capacitance, can make each section of power transmitting coil (or the power receiving coil) voltage can be reduced, thereby reducing the emission of common mode current to the coil and receiving coil to metal circulation, but the primary or secondary capacitor compensation total and coil resonant frequency and system the working frequency is consistent, can guarantee the maximum transmission efficiency of energy.

【技术实现步骤摘要】
一种无线电能传输装置
本专利技术涉及无线电能传输领域，更具体地说，涉及一种无线电能传输装置。
技术介绍
磁共振式的无线充电系统包括有电能发射端和电能接收端，如图1所示，电能发射端接收外部电能产生空间磁场将能量以无线方式传输给电能接收端。为了能使电能接收端在更大范围内感生空间磁场以产生电压给电子设备,一种方式是采用增加电能发射端中发射线圈的尺寸和感值，但是增加发射线圈的尺寸和感值，往往需要增加发射线圈的匝数和面积，而根据电容的计算公式，C＝εS/D，增大线圈面积会增加发射线圈对地之间的寄生电容，根据共模电流ICM和寄生电容之间的关系，ICM＝CdV/dt。如图2所示，线圈上高频交流电压通过这个寄生电容更容易形成对大地共模电流，增加了EMC传导干扰。并且，当发射线圈的尺寸增加后，则线圈的周长相应会增加，如果线圈中流过高频交变的电流，那么高频电流更容易形成电磁波辐射出，增加EMC辐射干扰。另一种方式是通过增加发射线圈中的交变电流，来增加发射线圈的磁场，这种方式会增加发射线圈两端的电压(V＝jωLs·Is)，需要更大耐压值的谐振电容Cs与发射线圈Ls在系统工作频率点上谐振，并且发射线圈的电压增加后，根据上述共模电流的计算公式，也会增加对地的共模电流。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种无线电能传输装置。通过多个子补偿电容对电能发射线圈(或电能接收线圈)进行分段补偿，以使得每段电能发射线圈(或电能接收线圈)的电压能够降低，从而减小发射线圈(或接收线圈)对地的共模电流。第一方面，依据本专利技术的一种无线电能传输装置，包括电能发射部分和电能接收部分，所述电能发射部分包括逆变电路、电能发射线圈和原边补偿电容，所述逆变电路接收直流电压信号以输出交流电压信号；所述电能发射线圈用于接收所述交流电压信号，以向所述电能接收部分传输能量；所述原边补偿电容用以补偿所述电能发射线圈的电感，以使得所述电能发射线圈和所述原边补偿电容的谐振频率与系统工作频率一致；所述原边补偿电容包括N个子补偿电容，所述N个子补偿电容分布式连接在所述电能发射线圈中的不同位置；所述电能接收部分接收从电能发射部分传输的能量，以产生预定的输出电压供给负载。优选地，所述电能发射线圈的电感包括所述电能发射线圈结构的漏感和激磁电感。优选地，所述N个子补偿电容连接在所述电能发射线圈的不同位置，以将所述电能发射线圈分为N段线圈。优选地，所述N个子补偿电容均分地连接在所述电能发射线圈的不同位置，以将所述电能发射线圈均分为N等份。优选地，所述N个子补偿电容的容值为相等。优选地，所述N个子补偿电容的中一个电容和所述电能发射线圈中的相应地一段线圈谐振，并且，两者谐振频率与系统工作频率一致。第二方面，依据本专利技术的一种无线电能传输装置，包括电能发射部分和电能接收部分，所述电能接收部分包括电能接收线圈和副边补偿电容，所述副边补偿电容用以补偿所述电能接收线圈的电感，以使得所述电能接收线圈和所述副边补偿电容的谐振频率与系统工作频率一致；所述副边补偿电容包括N个子补偿电容，所述N个子补偿电容分布式连接在所述电能接收线圈中的不同位置。优选地，所述电能接收线圈的电感包括所述电能接收线圈的漏感和激磁电感。优选地，所述副边补偿电容的N个子补偿电容均分地连接在所述电能接收线圈的不同位置，以将所述电能接收线圈均分为N等份。优选地，所述副边补偿电容的N个子补偿电容的容值为相等；所述副边补偿电容的N个子补偿电容的中一个电容和所述电能接收线圈的中相应地一段线圈谐振，并且，其谐振频率与系统工作频率一致。进一步地，所述电能接收部分还包括屏蔽层，所述屏蔽层放置于所述电能接收线圈和电子设备之间。优选地，所述屏蔽层包括磁屏蔽层，所述磁屏蔽层放置于所述电能接收线圈和电子设备之间。优选地，所述电磁屏蔽层包括磁屏蔽层和铜屏蔽层，所述磁屏蔽层和铜屏蔽层依次放置于电能接收线圈和电子设备之间。优选地，所述磁屏蔽层包括空心区域和实心区域。优选地，所述N个子补偿电容连接在所述电能接收线圈的线圈管脚出口处。优选地，所述N个子补偿电容分布连接在所述电能接收线圈的之中，并且所述N个子补偿电容放置于所述磁屏蔽层的空心区域。优选地，所述电能接收部分还包括整流电路和直流-直流电压转换电路，所述整流电路和直流-直流电压转换电路的电子设备器件放置于所述磁屏蔽层的空心区域；所述N个子补偿电容连接在所述电能接收线圈的线圈管脚出口处，所述电能接收线圈的线圈管脚连接到所述电子设备器件。综上所述，根据本专利技术的无线电能传输装置。通过将原边补偿电容设置为包含N个子补偿电容，所述N个子补偿电容均分连接在电能发射线圈中，以将电能发射线圈相应地均分为N等份。所述N个子补偿电容的中一个电容和所述电能发射线圈的中的相应地一段线圈谐振，并且，其谐振频率与所述系统工作频率一致。通过上述的分布式电容连接结构，可以使得每段电能发射线圈的电压能够降低，从而减小发射线圈对地的共模电流。但总的原边补偿电容和电能发射线圈的谐振频率与系统工作频率一致，可以保证能量传输效率最高。另一方面，本专利技术的无线电能传输装置将副边补偿电容设置为包括N个子补偿电容，以将电能接收线圈分为N等份，同样可使得每段电能接收线圈的电压能够降低，从而减小接收线圈对电子设备的金属或者是铜屏蔽层的环流，提高能量传输效率。附图说明图1所示为现有技术的无线充电系统的结构；图2所示为发射线圈对地产生的共模电流的示意图；图3所示为依据本专利技术的无线电能传输装置中的电能发射线圈部分的一种示意图；图4所示为依据本专利技术的无线电能传输装置的第一实施例的电路图；图5所示为依据本专利技术的无线电能传输装置的第二实施例的电路图；图6所示为依据本专利技术的无线电能传输装置的第三实施例的电路图；图7所示为依据本专利技术的无线电能传输装置的第四实施例的电路图；图8所示为依据本专利技术的无线电能传输装置的第五实施例的电路图；图9所示为依据本专利技术的无线电能传输装置的第六实施例的电路图；图10所示为依据本专利技术的无线电能传输装置的第七实施例的电路图。具体实施方式以下将结合附图详细说明本专利技术的一些优选实施例，但本专利技术不限于此。参考图3所示为依据本专利技术的无线电能传输装置中的电能发射线圈部分的一种示意图，所述电能发射线圈部分包括有逆变电路(图3中未示出)，逆变电路用于将外部直流电压信号转换为交流电压信号输出，所述交流电压信号传输给所述电能发射线圈。所述电能发射线圈部分还包括电能发射线圈和原边补偿电容，所述原边补偿电容用以补偿所述电能发射线圈的电感，以使得所述电能发射线圈和所述原边补偿电容的谐振频率与系统工作频率一致；这里，所述电能发射线圈的电感包括所述电能发射线圈结构中的漏感和激磁电感，所述电能发射线圈的电感为基本恒定的值，补偿电容的阻抗与励磁电感和漏感两部分的感抗谐振工作。所述系统工作频率为无线电能传输装置的工作频率，记为ω0，所述无线电能传输装置的系统工作频率是根据电路结构和效率要求预先设定的，例如优选频率设置为6.78MHz。本实施方式中，所述原边补偿电容包括N个子补偿电容，所述N个子补偿电容分布式连接在所述电能发射线圈中的不同位置，其中，N为大于1的正整数。如图3所示，以N为3为例，所述原边补偿电容包括子补偿电容Cs1、子补偿电容Cs2、子补偿电容Cs3。更进一步地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电能传输装置，包括电能发射部分和电能接收部分，其特征在于，所述电能发射部分包括逆变电路、电能发射线圈和原边补偿电容，所述逆变电路接收直流电压信号以输出交流电压信号；所述电能发射线圈用于接收所述交流电压信号，以向所述电能接收部分传输能量；所述原边补偿电容用以补偿所述电能发射线圈的电感，以使得所述电能发射线圈和所述原边补偿电容的谐振频率与系统工作频率一致；所述原边补偿电容包括N个子补偿电容，所述N个子补偿电容分布式连接在所述电能发射线圈中的不同位置；所述电能接收部分接收从电能发射部分传输的能量，以产生预定的输出电压供给负载。

【技术特征摘要】
2016.05.06 CN 20161030004261.一种无线电能传输装置，包括电能发射部分和电能接收部分，其特征在于，所述电能发射部分包括逆变电路、电能发射线圈和原边补偿电容，所述逆变电路接收直流电压信号以输出交流电压信号；所述电能发射线圈用于接收所述交流电压信号，以向所述电能接收部分传输能量；所述原边补偿电容用以补偿所述电能发射线圈的电感，以使得所述电能发射线圈和所述原边补偿电容的谐振频率与系统工作频率一致；所述原边补偿电容包括N个子补偿电容，所述N个子补偿电容分布式连接在所述电能发射线圈中的不同位置；所述电能接收部分接收从电能发射部分传输的能量，以产生预定的输出电压供给负载。2.根据权利要求1所述的无线电能传输装置，其特征在于，所述电能发射线圈的电感包括所述电能发射线圈结构的漏感和激磁电感。3.根据权利要求1所述的无线电能传输装置，其特征在于，所述N个子补偿电容连接在所述电能发射线圈的不同位置，以将所述电能发射线圈分为N段线圈。4.根据权利要求1所述的无线电能传输装置，其特征在于，所述N个子补偿电容均分地连接在所述电能发射线圈的不同位置，以将所述电能发射线圈均分为N等份。5.根据权利要求4所述的无线电能传输装置，其特征在于，所述N个子补偿电容的容值为相等。6.根据权利要求5所述的无线电能传输装置，其特征在于，所述N个子补偿电容的中一个电容和所述电能发射线圈中的相应地一段线圈谐振，并且，两者谐振频率与系统工作频率一致。7.一种无线电能传输装置，包括电能发射部分和电能接收部分，其特征在于，所述电能接收部分包括电能接收线圈和副边补偿电容，所述副边补偿电容用以补偿所述电能接收线圈的电感，以使得所述电能接收线圈和所述副边补偿电容的谐振频率与系统工作频率一致；所述副边补偿电容包括N个子补偿电容，所述N个子补偿电容分布式连接在所述电能接...

【专利技术属性】
技术研发人员：车丙晨，
申请(专利权)人：宁波微鹅电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33