一種抗偏移無線傳能線圈及諧振網絡電路的制作方法

本技術屬于電能無線傳輸，具體涉及一種抗偏移無線傳能線圈及諧振網絡電路。

背景技術：

1、無線電能傳輸技術(wireless?power?transfer,wpt)是指電能不通過電氣直接接觸從電源側傳遞至負載側的傳輸方式。該技術有效地解決了電線老化、摩擦等問題,使人類擺脫了“有線”的束縛，被廣泛應用于電動汽車、植入式醫療器件、生物醫學實驗、電子產品等方面,極大地方便了人們的生活。無線電能傳輸技術主要分為感應式wpt、微波式wpt以及磁耦合諧振式wpt三種,其中，磁耦合諧振式wpt作為一種傳輸距離較遠、效率高、功率大、潛在實用價值高的中距離傳輸技術,受到各國學者的關注。

2、在磁耦合諧振式無線電能傳輸系統中,原邊線圈和副邊線圈間的位置偏移,會導致系統傳輸效率的波動,并可能造成系統不穩定。

3、現有磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的副邊線圈多采用“8”字形矩形線圈，“8”字形矩形線圈相比于普通環形線圈，具有良好的金屬環境適應性，因此普遍應用于無線傳能工程中。“8”字形矩形線圈，在橫向的抗偏移性比豎向抗偏移性差很多，導致實際工程應用中，原邊線圈和副邊線圈發生偏移時，副邊線圈輸出電壓波動大。

4、專利號：201921263387.4，專利名稱，一種應用于大功率無線電能傳輸的方形線圈優化結構，所述新型方形線圈的結構中，發射線圈由四個小型方形線圈串聯構成，四個線圈的電流方向從上到下為：逆時針-順時針-順時針-逆時針，一條對角線上的兩個線圈的磁場方向向下，另外一條對角線上的兩個線圈的磁場方向向上；接收線圈同樣由四個小型方形線圈串聯構成，四個線圈的電流方向從上到下為：順時針-逆時針-逆時針-順時針，一條對角線上的兩個線圈的磁場方向向上，另外一條對角線上的兩個線圈的磁場方向向下。

5、該專利的副邊線圈的四個線圈大小相同、采用矩形陣列布置，通過將一個線圈改成四個線圈串聯，增加傳輸功率和效率，提高副邊線圈的抗偏移能力，但是其抗偏移能力不方便調節。

6、專利號：202211368080.7，專利名稱，用于無線電能傳輸的抗偏移耦合機構及系統與控制方法，該專利耦合機構中包括原邊線圈和副邊線圈，所述副邊線圈采用三線并繞方式分別形成三個獨立的接收線圈，所述三個獨立的接收線圈相互串聯且至少其中兩個接收線圈分別設置有短路控制電路。其效果是：本發明通過改變副邊線圈的繞制方法，配合副邊控制電路，可以增大原副邊線圈的偏移范圍，使無線傳能技術應用場景更為寬泛。

7、該專利采用環形線圈，金屬環境適應性較差，其采用三線并繞方式分別形成三個獨立的接收線圈，雖然能調節副邊線圈的輸出電壓。但是由于采用三個結構上基本相同的接收線圈進行調節，短路其中一個線圈時，對互感影響較大，導致其調節抗偏移精度較差。

技術實現思路

1、針對上述現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是：如何提供一種抗偏移無線傳能線圈，既有良好的金屬環境適應性，同時又能在各個方向上具有良好的抗偏移性。

2、為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下的技術方案：提供一種抗偏移無線傳能線圈，包括副邊線圈；其關鍵在于：副邊線圈包括線圈ls1、線圈ls2、線圈ls3、線圈ls4,線圈ls1、線圈ls2均呈“l”形，線圈ls1、線圈ls2結構尺寸相同，線圈ls1、線圈ls2均設置有長部a和短部b，線圈ls1、線圈ls2的長部a相互平行且靠近，線圈ls1的短部b靠近線圈ls2的長部a遠離其短部b的一端，線圈ls2的短部b靠近線圈ls1的長部a遠離其短部b的一端，線圈ls1的長部a內設置有矩形的線圈ls3，線圈ls2的長部a內設置有矩形的線圈ls4；線圈ls1、線圈ls2、線圈ls3、線圈ls4共同形成一個矩形的副邊線圈。

3、線圈ls3、線圈ls4結構尺寸相同。

4、線圈ls1與線圈ls2匝數相同；線圈ls3與線圈ls4匝數相同。

5、一種包含所述抗偏移無線傳能線圈的諧振網絡電路，其關鍵在于：線圈ls1設置有補償電容c1、線圈ls2設置有補償電容c2、線圈ls3設置有補償電容c3、線圈ls4設置有補償電容c4，線圈ls1的一端形成諧振網絡電路的首端；線圈ls1的另一端連接補償電容c1的一端，補償電容c1的另一端連接線圈ls2的一端，線圈ls2的另一端連接補償電容c2的一端，補償電容c2的另一端連接線圈ls3的一端，線圈ls3的另一端連接補償電容c3的一端，補償電容c3的另一端連接線圈ls4的一端，線圈ls4的另一端連接補償電容c4的一端，補償電容c4的另一端形成諧振網絡電路的尾端。

6、還包括開關k3與開關k4；開關k3的一端連接補償電容c2與線圈ls3的公共端，開關k3的另一端連接補償電容c3與線圈ls4的公共端；開關k4的一端連接補償電容c3與線圈ls4的公共端，開關k4的另一端連接補償電容c4的另一端。

7、開關k3、開關k4為繼電器開關。

8、有益效果：本實用新型提供一種抗偏移無線傳能線圈及諧振網絡電路，既有良好的金屬環境適應性，同時又能在各個方向上具有良好的抗偏移性。

技術特征：

1.一種抗偏移無線傳能線圈，包括副邊線圈；其特征在于：副邊線圈包括線圈ls1、線圈ls2、線圈ls3、線圈ls4,線圈ls1、線圈ls2均呈“l”形，線圈ls1、線圈ls2結構尺寸相同，線圈ls1、線圈ls2均設置有長部a和短部b，線圈ls1、線圈ls2的長部a相互平行且靠近，線圈ls1的短部b靠近線圈ls2的長部a遠離其短部b的一端，線圈ls2的短部b靠近線圈ls1的長部a遠離其短部b的一端，線圈ls1的長部a內設置有矩形的線圈ls3，線圈ls2的長部a內設置有矩形的線圈ls4；線圈ls1、線圈ls2、線圈ls3、線圈ls4共同形成一個矩形的副邊線圈。

2.根據權利要求1所述的一種抗偏移無線傳能線圈，其特征在于：線圈ls3、線圈ls4結構尺寸相同。

3.根據權利要求2所述的一種抗偏移無線傳能線圈，其特征在于：線圈ls1與線圈ls2匝數相同；線圈ls3與線圈ls4匝數相同。

4.一種包含權利要求1-3任一項所述抗偏移無線傳能線圈的諧振網絡電路，其特征在于：線圈ls1設置有補償電容c1、線圈ls2設置有補償電容c2、線圈ls3設置有補償電容c3、線圈ls4設置有補償電容c4，線圈ls1的一端形成諧振網絡電路的首端；線圈ls1的另一端連接補償電容c1的一端，補償電容c1的另一端連接線圈ls2的一端，線圈ls2的另一端連接補償電容c2的一端，補償電容c2的另一端連接線圈ls3的一端，線圈ls3的另一端連接補償電容c3的一端，補償電容c3的另一端連接線圈ls4的一端，線圈ls4的另一端連接補償電容c4的一端，補償電容c4的另一端形成諧振網絡電路的尾端。

5.根據權利要求4所述的諧振網絡電路，其特征在于：還包括開關k3與開關k4；開關k3的一端連接補償電容c2與線圈ls3的公共端，開關k3的另一端連接補償電容c3與線圈ls4的公共端；開關k4的一端連接補償電容c3與線圈ls4的公共端，開關k4的另一端連接補償電容c4的另一端。

技術總結
一種抗偏移無線傳能線圈及諧振網絡電路，包括副邊線圈；副邊線圈包括線圈Ls1、線圈Ls2、線圈Ls3、線圈Ls4,線圈Ls1、線圈Ls2均呈“L”形，線圈Ls1、線圈Ls2結構尺寸相同，線圈Ls1、線圈Ls2均設置有長部a和短部b，線圈Ls1、線圈Ls2的長部a相互平行且靠近在一起，線圈Ls1的短部b靠近線圈Ls2的長部a的一端，線圈Ls2的短部b靠近線圈Ls1的長部a的一端，線圈Ls1的長部a內設置矩形的線圈Ls3，線圈Ls2的長部a內設置矩形的線圈Ls4；線圈Ls1、線圈Ls2、線圈Ls3、線圈Ls4共同形成一個矩形的副邊線圈。

技術研發人員：李巍,詹文杰,譚森林,經廷偉,趙魚名,李思平,胡宇航,辛芳
受保護的技術使用者：中國船舶集團有限公司
技術研發日：20240227
技術公布日：2024/10/21