无线充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了无线充电装置,包括供能电路和负载电路，其特征在于：所述供能电路和所述负载电路之间通过谐振体连接，所述谐振体为谐振电路，所述负载电路对所述负载进行供电；所述谐振体包括首端谐振体、末端谐振体和中间谐振体，所述中间谐振体的线圈利用自身的分布电容使自身谐振频率达到整个无线充电装置的谐振频率，实现增大能量的传输距离。本发明专利技术基于磁共振的无线电能传输的效率高、距离远，稳定性好，可以保证持续、足够的能量供给；克服电池能量对智能设备的使用限制，有效延长智能设备的续航时间；安全、稳定、无电磁辐射，可以保证持续的能量供给，可以放心方便的使用。

Wireless Charging Device

【技术实现步骤摘要】
无线充电装置
本专利技术涉及无线充电的技术。尤其涉及一种对手机等产品的无线充电装置。
技术介绍
目前，市场出售的无线充是电磁感应型，充电距离受到很大限制，和充电板的距离基本都不能离的很远，同时充电的功率也不是很大。现有的无线充电技术主要有：①电磁感应耦合技术：通过相对很直接的接触来进行能量传输，尤如把机器放在一个垫子上就能进行充电。电磁感应是基于主线圈产生主磁场，二次线圈要处于这一磁场之中，所以使得传输距离非常有限。在较大距离下，这种非共振、非辐射耦合传输效率非常低，能量损耗严重。②磁场共振技术：当两个物体在同一频率实现共振时，将实现能量的无线传输。③基于微波或光波的辐射技术：通过某种独特的接收器接收空气中尚未散失的辐射能量，并将其转换成电能，储存在电池中，目前，除了太阳能辐射的热能之外，由于损耗大、效率低制约了其应用。这三种基于不同原理的技术在传输距离上分别对应近、中和远距离。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术目的是提供一种无线充电装置，效率高、距离远，稳定性好，充电时可以保证持续、足够的能量供给。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现。一种无线充电装置,包括供能电路和负载电路，其特征在于：所述供能电路和所述负载电路之间通过谐振体连接，所述谐振体为谐振电路，所述负载电路对所述负载进行供电；所述谐振体包括首端谐振体、末端谐振体和中间谐振体，所述首端谐振体将所述供能电路传来的电能转变成磁场能，并将磁场能传递给所述中间谐振体，所述中间谐振体通过谐振方式以高频磁场为媒介实现电能的中距离无线传输，且以电磁感应方式将能量传递给所述末端谐振体，所述末端谐振体将系统的磁场能转变成电能；中间谐振体的线圈利用自身的分布电容使自身谐振频率达到整个无线充电装置的谐振频率，实现增大能量的传输距离。所述供能电路将谐振频率提高到兆赫兹级以上成为高频信号，为所述谐振体提供稳定的能量级别，所述供能电路将电信号转变成电磁波的形式。所述谐振体包括第一谐振体、第二谐振体、第三谐振体和第四谐振体，所述首端谐振体为第一谐振体，末端谐振体为第四谐振体，中间谐振体由第二谐振体与第三谐振体构成，所述第一谐振体采用小尺寸线圈将所述供能电路传来的电能转变成磁场能，第一谐振体将磁场能传递给所述第二谐振体；所述第三谐振体以电磁感应方式将能量传递给所述第四谐振体，所述第二谐振体与所述第三谐振体均为两个大尺寸线圈，两者通过谐振以高频磁场为媒介实现电能的中距离无线传输；所述第四谐振体为一个小尺寸线圈与所述负载电路相连，其中小尺寸线圈与大尺寸线圈表示第一谐振体、第四谐振体与第二谐振体、第三谐振体的线圈比较。所述第二谐振体依次由第二反射阻抗、第一分布电容C2、第二等效串联电阻R2和第二等效电感L2串联组成闭合回路；所述第三谐振体依次由第三反射阻抗、第二分布电容C3、第三等效串联电阻R3和第三等效电感L3串联组成闭合回路；所述第一谐振体包括第一补偿电容和第一等效电感，在所述第一补偿电容与第一等效电感之间依次串联有所述第一谐振体的第一等效串联电阻和第一反射阻抗，所述供能电路的等效电压源的一端连接所述第一谐振体的第一补偿电容，另一端连接所述第一谐振体的第一等效电感；所述第四谐振体包括第二补偿电容和第四等效串联电阻，在所述第二补偿电容和第四等效串联电阻之间还串联有第四谐振体的第四等效电感，所述负载电路的等效负载电阻的一端连接所述第四谐振体的第二补偿电容，另一端连接所述第四谐振体的第四等效串联电阻；所述第一反射阻抗为所述第二谐振体对所述供能电路的反射阻抗；所述第二反射阻抗为所述第三谐振体对所述第二谐振体的反射阻抗；所述第三反射阻抗为所述负载电路对所述第三谐振体的反射阻抗。所述供能电路包括电源、整流电路、谐振电路和E类功率放大器，所述电源、整流电路、谐振电路和E类功率放大器依次串联而成；所述E类功率放大器将谐振频率提高到兆赫兹级以上。所述所述负载电路包括谐振电路、整流电路、稳压电路和负载，所述谐振电路、整流电路、稳压电路和负载依次串联而成，将磁场能转换为电能对所述负载进行供电。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术基于磁场共振耦合传能，可以克服电磁感应耦合和基于微波或光波辐射技术的无线能量传输的缺点，磁场会通过类似“隧道”的传能形式到达具有相同谐振频率的接收线圈。总之，由于采用了上述基于磁共振的技术方案，本专利技术所述无线充电系统可以随身随地、高效率的进行能量的传输，不但克服了电池能量对智能穿戴设备、水下设备的限制，还有效延长了智能穿戴设备、水下设备的续航时间需求。附图说明图1为本专利技术基于磁共振的无线充电系统即无线充电装置实施例的电路结构示意图；图2为本专利技术基于磁共振的无线充电系统即无线充电装置实施例原理方框图。具体实施方式本专利技术基于磁共振的无线充电系统即无线充电装置，包括供能电路和负载电路，供能电路和负载电路之间通过谐振体连接。谐振体包括第一谐振体、第二谐振体、第三谐振体和第四谐振体，所述第一谐振体采用小尺寸线圈将所述供能电路传来的电能转变成磁场能；第一谐振体将磁场能传递给所述第二谐振体；第二谐振体与所述第三谐振体为两个大尺寸线圈，两者通过谐振以高频磁场为媒介实现电能的中距离无线传输；第三谐振体以电磁感应方式将能量传递给所述第四谐振体，第四谐振体为一个小线圈与所述负载电路相连，将系统的磁场能转变成电能为所述负载电路供电。第一谐振体、第二谐振体、第三谐振体和第四谐振体均为串联式谐振电路。第一谐振体和所述第四谐振体的线圈尺寸小于1cm×1cm，第二谐振体和所述第三谐振体的线圈尺寸均在1cm×1cm～2cm×2cm之间。供能电路的等效电压源的一端连接所述第一谐振体的第一补偿电容，另一端连接所述第一谐振体的第一等效电感，在所述第一补偿电容与第一等效电感之间依次串联有所述第一谐振体的第一等效串联电阻和第一反射阻抗；所述第二谐振体依次由第二反射阻抗、第一分布电容、第二等效串联电阻和第二等效电感串联组成闭合回路；第三谐振体依次由第三反射阻抗、第二分布电容、第三等效串联电阻和第三等效电感串联组成闭合回路；负载电路的等效负载电阻的一端连接所述第四谐振体的第二补偿电容，另一端连接所述第四谐振体的第四等效串联电阻，在所述第二补偿电容和第四等效串联电阻之间还串联有第四谐振体的第四等效电感。第一反射阻抗为所述第二谐振体对所述供能电路的反射阻抗；第二反射阻抗为所述第三谐振体对所述第二谐振体的反射阻抗；第三反射阻抗为所述负载电路对所述第三谐振体的反射阻抗。第一谐振体与所述第二谐振体间存在互感系数；第二谐振体与所述第三谐振体间存在互感系数；第三谐振体与所述第四谐振体间存在互感系数。供能电路包括电源、整流电路、谐振电路和E类功率放大器，电源、整流电路、谐振电路和E类功率放大器依次串联而成；E类功率放大器将谐振频率提高到兆赫兹级以上。负载电路包括谐振电路、整流电路、稳压电路和负载，所述谐振电路、整流电路、稳压电路和负载依次串联而成，将磁场能转换为电能对所述负载进行供电。本专利技术适用于智能穿戴设备，比如智能手环、手机，智能眼镜等等。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术是一种基于磁共振的10米以内距离无线充电系统，即基于磁共振的无线充电系统，也叫无线充电装置，以解决智能设备的远距离无线充电的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电装置,包括供能电路和负载电路，其特征在于：所述供能电路和所述负载电路之间通过谐振体连接，所述谐振体为谐振电路，所述负载电路对所述负载进行供电；所述谐振体包括首端谐振体、末端谐振体和中间谐振体，所述首端谐振体将所述供能电路传来的电能转变成磁场能，并将磁场能传递给所述中间谐振体，所述中间谐振体通过谐振方式以高频磁场为媒介实现电能的中距离无线传输，且以电磁感应方式将能量传递给所述末端谐振体，所述末端谐振体将系统的磁场能转变成电能；所述中间谐振体的线圈利用自身的分布电容使自身谐振频率达到整个无线充电装置的谐振频率，实现增大能量的传输距离。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电装置,包括供能电路和负载电路，其特征在于：所述供能电路和所述负载电路之间通过谐振体连接，所述谐振体为谐振电路，所述负载电路对所述负载进行供电；所述谐振体包括首端谐振体、末端谐振体和中间谐振体，所述首端谐振体将所述供能电路传来的电能转变成磁场能，并将磁场能传递给所述中间谐振体，所述中间谐振体通过谐振方式以高频磁场为媒介实现电能的中距离无线传输，且以电磁感应方式将能量传递给所述末端谐振体，所述末端谐振体将系统的磁场能转变成电能；所述中间谐振体的线圈利用自身的分布电容使自身谐振频率达到整个无线充电装置的谐振频率，实现增大能量的传输距离。2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于:所述供能电路将谐振频率提高到兆赫兹级以上成为高频信号，为所述谐振体提供稳定的能量级别，所述供能电路将电信号转变成电磁波的形式。3.根据权利要求1或2所述的无线充电装置，其特征在于:所述谐振体包括第一谐振体、第二谐振体、第三谐振体和第四谐振体，所述首端谐振体为第一谐振体，末端谐振体为第四谐振体，中间谐振体由第二谐振体与第三谐振体构成，所述第一谐振体采用小尺寸线圈将所述供能电路传来的电能转变成磁场能，第一谐振体将磁场能传递给所述第二谐振体；所述第三谐振体以电磁感应方式将能量传递给所述第四谐振体，所述第二谐振体与所述第三谐振体均为两个大尺寸线圈，两者通过谐振以高频磁场为媒介实现电能的中距离无线传输；所述第四谐振体为一个小尺寸线圈与所述负载电路相连，小尺寸线圈与大尺寸线圈表示的是所述第一谐振体、第四谐振体与所述第二谐振体、第三谐振体的线圈大小的相对比较。4.根据权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于:所述第二谐振体通过第二反射阻抗、第一分布电容C2、第二等效串联电阻R2和第二等效电感L2串联组成闭合回...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙章根，
申请(专利权)人：广州市奇量电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44