CN103051071A - 基于无线能量传输的桌面负载供电装置 - Google Patents

Abstract

基于无线能量传输的桌面负载供电装置，属于无线能量传输技术领域。它解决了现有无线供电装置由于体积较大，使得其能量传输线圈布置困难的问题。它驱动装置、源线圈和发送线圈设置于地面上，接收线圈、负载线圈和能量接收装置设置于桌面上，接收线圈和负载线圈位于同一平面内，并且负载线圈处于接收线圈的内部；它的驱动装置用于将输入能量转换为高频能量形式，该高频能量形式在源线圈中产生高频电流，该高频电流进而在源线圈中产生高频磁场，发送线圈、接收线圈和负载线圈与源线圈中的高频磁场通过线圈耦合依次感生出高频电流，负载线圈中的高频电流经能量接收装置进行整流、稳压及逆变后，输出电能给桌面负载。本发明适用于给桌面负载供电。

Description

基于无线能量传输的桌面负载供电装置

技术领域

本发明涉及基于无线能量传输的桌面负载供电装置，属于无线能量传输技术领域。

背景技术

近年来，无线供电装置成为新的研究方向。它通过无线供电方式，可以消除布线、插电等环节，便于用电设备的布置与使用。可避免漏电、电击、触电等危险，适用于厨房、浴室、矿山、水下等特殊用电场合。采用无线能量传输方式实时供给能量，成为提高用电安全和生活质量的有效手段之一。

现有无线供电装置由于体积较大，使得用于能量传输的线圈布置较困难。一方面当接收侧存在多个线圈的情况时，几个线圈之间的距离和分布要求会妨碍用电设备的摆放。另一方面，线圈自身的结构也会导致在布置用电设备时布置困难的情况发生，使得在美观程度、舒适性及电能传输效果方面不能够满足需求。

发明内容

本发明是为了解决现有无线供电装置由于体积较大，使得其能量传输线圈布置困难的问题，提供了一种基于无线能量传输的桌面负载供电装置。

本发明所述基于无线能量传输的桌面负载供电装置，它包括驱动装置，它还包括源线圈、发送线圈、接收线圈、负载线圈和能量接收装置，

驱动装置、源线圈和发送线圈设置于地面上，源线圈所在平面和发送线圈所在平面相互平行布置，发送线圈位于源线圈上方，或者源线圈和发送线圈位于同一平面内，并且源线圈处于发送线圈内部；

接收线圈、负载线圈和能量接收装置设置于桌面上，接收线圈和负载线圈位于同一平面内，并且负载线圈处于接收线圈的内部；

驱动装置用于将输入能量转换为高频能量形式，该高频能量形式在源线圈中产生高频电流，该高频电流进而在源线圈中产生高频磁场，发送线圈、接收线圈和负载线圈与源线圈中的高频磁场通过线圈耦合依次感生出高频电流，负载线圈中的高频电流经能量接收装置进行整流、稳压及逆变后，输出电能给桌面负载。

它还包括第一谐振电容，

所述源线圈通过第一谐振电容与驱动装置串联连接。

它还包括第二谐振电容，

所述发送线圈与第二谐振电容并联形成闭合回路。

它还包括第三谐振电容，

所述接收线圈与第三谐振电容并联形成闭合回路。

它还包括第四谐振电容，

负载线圈通过第四谐振电容与能量接收装置串联连接。

本发明的优点：本发明装置可用于用电设备的无线供电，其可放置于地面或其他位置向一定距离外的用电负载供电。它通过线圈间磁场的耦合作用将普通市电能量无线地传输至一定距离外的用电负载。

本发明装置中的发送线圈置于地面，占地较小，且布线相对容易；能量接收侧置于桌面以上或者接收装置内部，面积较小，线圈布置较容易。本装置由能量发送侧向桌面上的用电设备无线供电，避免了导线的羁绊来实现用电设备的无导线供能。结构紧凑、体积较小。

附图说明

图1是本发明所述基于无线能量传输的桌面负载供电装置的结构示意图；

图2是本发明所述基于无线能量传输的桌面负载供电装置的能量发送侧的结构示意图，其源线圈所在平面和发送线圈所在平面相互平行布置；

图3是本发明所述基于无线能量传输的桌面负载供电装置的能量发送侧的结构示意图，其源线圈和发送线圈位于同一平面内；

图4是本发明所述基于无线能量传输的桌面负载供电装置的能量接收侧的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述基于无线能量传输的桌面负载供电装置，它包括驱动装置1，它还包括源线圈2、发送线圈3、接收线圈4、负载线圈5和能量接收装置6，

驱动装置1、源线圈2和发送线圈3设置于地面上，源线圈2所在平面和发送线圈3所在平面相互平行布置，发送线圈3位于源线圈2上方，或者源线圈2和发送线圈3位于同一平面内，并且源线圈2处于发送线圈3内部；

接收线圈4、负载线圈5和能量接收装置6设置于桌面上，接收线圈4和负载线圈5位于同一平面内，并且负载线圈5处于接收线圈4的内部；

驱动装置1用于将输入能量转换为高频能量形式，该高频能量形式在源线圈2中产生高频电流，该高频电流进而在源线圈2中产生高频磁场，发送线圈3、接收线圈4和负载线圈5与源线圈2中的高频磁场通过线圈耦合依次感生出高频电流，负载线圈5中的高频电流经能量接收装置6进行整流、稳压及逆变后，输出电能给桌面负载7。

本实施方式中，驱动装置1、源线圈2和发送线圈3可在地面布置，接收线圈4可集成在桌面负载7中，通过线圈间的耦合磁场传输能量，能量接收装置6能将负载线圈5内无线传输的高频能量转化为适于用电设备使用的能量形式；所有线圈均采用平面盘绕方式绕制。发送线圈3靠近源线圈2，接收线圈4靠近负载线圈5。

源线圈2和发送线圈3为能量发送侧线圈，将其布置在地面，有利于减少所占空间。驱动装置1直接连接公共电网，并具有高频放大作用，将工频电流放大为高频200kHz以上的电流，并在源线圈2中产生高频电流激发耦合磁场，通过磁场的耦合作用，将能量传送至接收侧。调整源线圈2和发送线圈3之间的耦合系数、以及接收线圈4和负载线圈5之间的耦合系数，可以调整桌面负载7、耦合线圈与驱动装置1之间的能量分配关系，并优化系统的效率和传输功率指标。

接收线圈4、负载线圈5和能量接收装置6组成能量接收侧，其可布置于桌面之上或者布置在用电负载的下表面，用以接收无线传输的能量。发送线圈3、接收线圈4和负载线圈5与源线圈2之间由于线圈的耦合作用和法拉第定律都会感生出高频电流。由于接收到的能量频率较高，且电压不稳定，不能直接供给用电设备使用，因此负载线圈5中的高频电流通过能量接收装置6进行整流、稳压、逆变、反馈等方法实现能量处理，形成通常用电设备需要的直流电平或者50Hz工频形式，并将此合适形式的能量无线供给用电负载。

具体实施方式二：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一步说明，本实施方式还包括第一谐振电容2-1，

所述源线圈2通过第一谐振电容2-1与驱动装置1串联连接。

具体实施方式三：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一或二的进一步说明，本实施方式还包括第二谐振电容3-1，

所述发送线圈3与第二谐振电容3-1并联形成闭合回路。

具体实施方式四：下面结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一、二或三的进一步说明，本实施方式还包括第三谐振电容4-1，

所述接收线圈4与第三谐振电容4-1并联形成闭合回路。

具体实施方式五：下面结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一、二、三或四的进一步说明，本实施方式还包括第四谐振电容5-1，

负载线圈5通过第四谐振电容5-1与能量接收装置6串联连接。

Claims (5)

1.一种基于无线能量传输的桌面负载供电装置，它包括驱动装置(1)，其特征在于，它还包括源线圈(2)、发送线圈(3)、接收线圈(4)、负载线圈(5)和能量接收装置(6)，

驱动装置(1)、源线圈(2)和发送线圈(3)设置于地面上，源线圈(2)所在平面和发送线圈(3)所在平面相互平行布置，发送线圈(3)位于源线圈(2)上方，或者源线圈(2)和发送线圈(3)位于同一平面内，并且源线圈(2)处于发送线圈(3)内部；

接收线圈(4)、负载线圈(5)和能量接收装置(6)设置于桌面上，接收线圈(4)和负载线圈(5)位于同一平面内，并且负载线圈(5)处于接收线圈(4)的内部；

驱动装置(1)用于将输入能量转换为高频能量形式，该高频能量形式在源线圈(2)中产生高频电流，该高频电流进而在源线圈(2)中产生高频磁场，发送线圈(3)、接收线圈(4)和负载线圈(5)与源线圈(2)中的高频磁场通过线圈耦合依次感生出高频电流，负载线圈(5)中的高频电流经能量接收装置(6)进行整流、稳压及逆变后，输出电能给桌面负载(7)。

2.根据权利要求1所述的基于无线能量传输的桌面负载供电装置，其特征在于，它还包括第一谐振电容(2-1)，

所述源线圈(2)通过第一谐振电容(2-1)与驱动装置(1)串联连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于无线能量传输的桌面负载供电装置，其特征在于，它还包括第二谐振电容(3-1)，

所述发送线圈(3)与第二谐振电容(3-1)并联形成闭合回路。

4.根据权利要求3所述的基于无线能量传输的桌面负载供电装置，其特征在于，它还包括第三谐振电容(4-1)，

所述接收线圈(4)与第三谐振电容(4-1)并联形成闭合回路。

5.根据权利要求4所述的基于无线能量传输的桌面负载供电装置，其特征在于，它还包括第四谐振电容(5-1)，

负载线圈(5)通过第四谐振电容(5-1)与能量接收装置(6)串联连接。

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