CN104167830A - 空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置 - Google Patents

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Abstract

空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，属于无线电能传输领域，本发明为解决现有无线能量传输装置不能在空载时屏蔽电磁辐射的问题。本发明的发射电感模块包括发射平板磁芯和发射电感线圈，发射平板磁芯围绕在发射电感线圈的周围，接收电感模块包括接收平板磁芯和接收电感线圈，接收平板磁芯围绕在接收电感线圈的周围；当负载侧无负载时，发射谐振装置发出的电磁能屏蔽于发射平板磁芯内，当负载侧有负载时，发射平板磁芯进入完全饱和状态，接收谐振装置能够接收发射谐振装置发出的电磁能。本发明用于无线能量传输系统中。

Description

空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置
技术领域
本发明涉及一种空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，属于无线电能传输领域。
背景技术
无线能量传输克服了传统有线插拔式充电方式带来的不安全、易老化、不便捷等问题。无线能量传输具有广泛应用，如在电动汽车电池充电、家电充电，智能搬运车等领域的应用大大提高了自动化智能化水平。
然而，无线能量传输系统常常采用谐振电路以将电能转换为电磁能以在空气介质中无线传输。空载时，电磁能发射端会在周围产生电磁辐射，电磁辐射威胁人身安全，因此，为实现电磁屏蔽，如何在空载时屏蔽电磁辐射，当负载接入时接收电磁能量是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决现有无线能量传输装置不能在空载时屏蔽电磁辐射的问题，提供了一种空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置。
本发明所述空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，它包括逆变电路和谐振装置，逆变电路连接到电源模块上，谐振装置包括发射谐振装置和接收谐振装置，发射谐振装置安装于电源侧，用于将电源侧的电能转换为电磁能，接收谐振装置安装于负载侧，用于接收发射谐振装置发出的电磁能并将此电磁能转换为电能提供给负载，发射谐振装置包括发射电容Cp和发射电感模块，接收谐振装置包括接收电容Cs和接收电感模块；
发射电感模块包括发射平板磁芯和发射电感线圈，发射平板磁芯围绕在发射电感线圈的周围，接收电感模块包括接收平板磁芯和接收电感线圈，接收平板磁芯围绕在接收电感线圈的周围；
当负载侧无负载时，发射谐振装置发出的电磁能屏蔽于发射平板磁芯内，当负载侧有负载时，发射平板磁芯进入完全饱和状态，接收谐振装置能够接收发射谐振装置发出的电磁能。
所述接收平板磁芯采用钕铁硼材料。
所述发射电感线圈缠绕成圆形或正方形，平铺于发射平板磁芯的内部空腔里。
所述接收电感线圈缠绕成圆形或正方形，平铺于接收平板磁芯的上表面。
本发明的优点：本发明提出的空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，利用钕铁硼的强磁特性，解决了传统的无线能量传输装置不能在空载时屏蔽电磁辐射的问题，使得屏蔽磁芯进入完全饱和状态(即磁芯特性失效)，当无负载时，电磁场屏蔽于发射平板磁芯中，当有负载时，电磁场穿过发射平板磁芯并被接收平板磁芯接收实现无线能量传输过程。
附图说明
图1是无线能量传输装置的电路结构示意图；
图2是空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置的发射电感模块结构示意图；
图3是沿图2中I-I线的发射平板磁芯和发射电感线圈的截面示意图；
图4是沿图2中II-II线的接收平板磁芯和接收电感线圈的截面示意图；
图5是磁通密度和磁场强度曲线图，A代表磁非饱和区，B代表磁饱和区。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，它包括逆变电路9和谐振装置10，逆变电路连接到电源模块11上，谐振装置10包括发射谐振装置1和接收谐振装置2，发射谐振装置1安装于电源侧，用于将电源侧的电能转换为电磁能，接收谐振装置2安装于负载侧，用于接收发射谐振装置1发出的电磁能并将此电磁能转换为电能提供给负载，发射谐振装置1包括发射电容Cp和发射电感模块3，接收谐振装置2包括接收电容Cs和接收电感模块4；
发射电感模块3包括发射平板磁芯5和发射电感线圈6，发射平板磁芯5围绕在发射电感线圈6的周围，接收电感模块4包括接收平板磁芯7和接收电感线圈8，接收平板磁芯7围绕在接收电感线圈8的周围；
当负载侧无负载时，发射谐振装置1发出的电磁能屏蔽于发射平板磁芯5内，当负载侧有负载时，发射平板磁芯5进入完全饱和状态，接收谐振装置2能够接收发射谐振装置1发出的电磁能。
本实施方式中，利用钕铁硼的强磁特性，使得屏蔽磁芯进入完全饱和状态即磁芯特性失效。当无负载时，电磁场屏蔽于发射平板磁芯中，当有负载时，电磁场穿过发射平板磁芯并被接收平板磁芯接收实现无线能量传输过程。
具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述接收平板磁芯7采用钕铁硼材料。
具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述发射电感线圈6缠绕成圆形或正方形，平铺于发射平板磁芯5的内部空腔里。
具体实施方式四：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述接收电感线圈8缠绕成圆形或正方形，平铺于接收平板磁芯7的上表面。
本发明的工作原理如下：结合图3和图4说明。如图3所示，当负载侧无负载时，电磁能屏蔽于发射平板磁芯5内，此时，电磁能耦合在发射电感线圈6周围；如图4所示，当负载侧有负载时，发射平板磁芯5进入完全饱和状态，电磁能耦合在发射电感线圈6和接收电感线圈8周围，此时，负载侧的接收谐振装置2接收电磁能。

Claims (4)

1.空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，它包括逆变电路(9)和谐振装置(10)，逆变电路连接到电源模块(11)上，谐振装置(10)包括发射谐振装置(1)和接收谐振装置(2)，发射谐振装置(1)安装于电源侧，用于将电源侧的电能转换为电磁能，接收谐振装置(2)安装于负载侧，用于接收发射谐振装置(1)发出的电磁能并将此电磁能转换为电能提供给负载，发射谐振装置(1)包括发射电容Cp和发射电感模块(3)，接收谐振装置(2)包括接收电容Cs和接收电感模块(4)；
其特征在于，发射电感模块(3)包括发射平板磁芯(5)和发射电感线圈(6)，发射平板磁芯(5)围绕在发射电感线圈(6)的周围，接收电感模块(4)包括接收平板磁芯(7)和接收电感线圈(8)，接收平板磁芯(7)围绕在接收电感线圈(8)的周围；
当负载侧无负载时，发射谐振装置(1)发出的电磁能屏蔽于发射平板磁芯(5)内，当负载侧有负载时，发射平板磁芯(5)进入完全饱和状态，接收谐振装置(2)能够接收发射谐振装置(1)发出的电磁能。
2.根据权利要求1所述空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，其特征在于，所述接收平板磁芯(7)采用钕铁硼材料。
3.根据权利要求1所述空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，其特征在于，所述发射电感线圈(6)缠绕成圆形或正方形，平铺于发射平板磁芯(5)的内部空腔里。
4.根据权利要求1所述空载时屏蔽电磁辐射的无线能量传输装置，其特征在于，所述接收电感线圈(8)缠绕成圆形或正方形，平铺于接收平板磁芯(7)的上表面。
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