基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于無線電能傳輸技術領域。
【背景技術】
[0002]無線電能傳輸系統由于其具有非電氣連接電能傳輸的特點，在很多領域具有極為重要的研宄和應用價值。無線電能傳輸系統的接收端和發射端之間的耦合系數對傳輸效率有重要的影響，而耦合系數由接收端和發射端之間的磁場分布直接決定。傳統的單線圈形式的無線電能傳輸系統，當接收端和發射端之間的相對位置發生變化時，耦合系數將產生劇烈的變化。
【發明內容】
[0003]本發明目的是為了解決現有無線電能傳輸系統接收端和發射端之間相對位置改變會引起耦合系數發生劇烈變化的問題，提供了一種基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈。
[0004]本發明所述基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，該傳輸線圈為雙層線圈陣列，雙層線圈陣列分別加工于PCB板的兩面，每層線圈陣列均為多個矩形線圈構成的陣列。
[0005]本發明的優點:本發明所述的基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈具有以下特點:傳輸線圈利用分布電容和多個線圈組成的電感組成的諧振腔體實現共振功能。每個傳輸線圈內部的寄生電容、同層線圈之間的寄生電容以及層間電容增加線圈的電容量以降低線圈的諧振頻率。由于采用陣列式結構以及雙層之間的錯位結構，能夠均化線圈表面的磁場，使磁耦合系統能夠具有較高的位移適應性。同時，雙層結構之間存在錯位和旋轉，能夠降低平行走線之間產生的渦流損耗，提高線圈的品質因數。適用于體內移植或無線傳感器網絡等無線電能傳輸系統。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明所述基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈的單層結構示意圖；
[0007]圖2是本發明所述基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的兩層傳輸線圈存在錯位時的結構示意圖；
[0008]圖3是本發明所述基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的兩層傳輸線圈存在旋轉角度時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0009]【具體實施方式】一:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，該傳輸線圈為雙層線圈陣列，雙層線圈陣列分別加工于PCB板的兩面，每層線圈陣列均為多個矩形線圈構成的陣列。
[0010]【具體實施方式】二:下面結合圖2說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，該傳輸線圈的兩層線圈陣列之間的位置存在錯位，即一層線圈陣列中的任一矩形線圈與另一層陣列中的任一矩形線圈的幾何中線不在同一直線上。
[0011]【具體實施方式】三:下面結合圖3說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，傳輸線圈的兩層線圈陣列之間存在任意的旋轉角度。
[0012]【具體實施方式】四:本實施方式對實施方式一作進一步說明，所述矩形線圈為矩形的螺旋線圈。
[0013]【具體實施方式】五:本實施方式對實施方式一作進一步說明，磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的發射端線圈和接收端線圈均采用該傳輸線圈，發射端線圈和接收端線圈之間的距離即為傳輸距離。
[0014]【具體實施方式】六:本實施方式對實施方式一作進一步說明，每層的矩形線圈構成的陣列為矩形陣列或圓形陣列。
[0015]本實施方式中，兩層陣列的形狀可以一致，也可以不一致。
[0016]本發明中，磁耦合諧振式無線電能傳輸系統包括發射端和接收端，發射端包括源級線圈和發射線圈，源級線圈與高頻電源相連接，接收端包括負載線圈和接收線圈，負載線圈與負載相連接，發射線圈和接收線圈為結構相同的傳輸線圈。高頻電源工作在雙層陣列的細胞線圈陣列結構多個諧振頻率點中最低的頻率點。
[0017]本發明中，雙層陣列之間存在錯位或旋轉。
[0018]本發明中，所述雙層線圈陣列的多個矩形線圈之間無實體電氣連接。
【主權項】
1.基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，其特征在于，該傳輸線圈為雙層線圈陣列，雙層線圈陣列分別加工于PCB板的兩面，每層線圈陣列均為多個矩形線圈構成的陣列。
2.根據權利要求1所述的基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，其特征在于，該傳輸線圈的兩層線圈陣列之間的位置存在錯位，BP一層線圈陣列中的任一矩形線圈與另一層陣列中的任一矩形線圈的幾何中線不在同一直線上。
3.根據權利要求1所述的基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，其特征在于，傳輸線圈的兩層線圈陣列之間存在任意的旋轉角度。
4.根據權利要求1所述的基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，其特征在于，所述矩形線圈為矩形的螺旋線圈。
5.根據權利要求1所述的基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，其特征在于，磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的發射端線圈和接收端線圈均采用該傳輸線圈，發射端線圈和接收端線圈之間的距離即為傳輸距離。
6.根據權利要求1所述的基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，其特征在于，每層的矩形線圈構成的陣列為矩形陣列或圓形陣列。
【專利摘要】基于雙層陣列的細胞線圈陣列結構的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統的傳輸線圈，屬于無線電能傳輸技術領域，本發明為解決現有無線電能傳輸系統接收端和發射端之間相對位置改變會引起耦合系數發生劇烈變化的問題。本發明所述傳輸線圈為雙層線圈陣列，雙層線圈陣列分別加工于PCB板的兩面，每層線圈陣列均為多個矩形線圈構成的陣列。本發明用于體內移植或無線傳感器網絡等無線電能傳輸系統。
【IPC分類】H02J17-00, H01F38-14
【公開號】CN104617684
【申請號】CN201510079411
【發明人】朱春波, 毛世通, 魏國, 逯仁貴, 宋凱, 李陽
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月13日