CN202034831U - 一种无线式电磁供电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种无线式电磁供电装置，是一种无需电线就能为负载提供电源的供电装置。装置分为发射模块(A)和接收模块(B)，两者在空间中处于不同位置时，在空间中借助空气为介质，完成电能的传输。将输入的电流产生高次行波磁场来切割初级线圈，在次级线圈产生感应电势，并将产生的电流进行智能控制，转化为不同设备所需要的电源。本无线式电磁供电装置在特定场合相对有线供电有很大的优势，很好地解决了有线输电的弊端，有着很好的发展前景。

Description

一种无线式电磁供电装置
技术领域：
本实用新型涉及一种无线供电装置。
背景技术：
随着现代社会的发展，各种现代化的设备不断的地涌现，手机，相机，笔记本电脑这些现代信息社会的标志性产物已经成为多数人的必需品。然而手机、相机、笔记本电脑等移动设备电源线的束缚，对人们的生活造成很多的不便。而无线输电技术的出现则很好的解决了这些难题，人们可以享受在机场、车站、酒店多种场所提供的无线电力。还可用于一些特殊场合，如人体植入仪器如心脏起搏器等的输电问题、低轨道军用卫星、太阳能卫星发电站等，特别是为远程电力监控设备的供电问题，起到很好的启示作用。从长远来看，该技术具有潜在的广泛应用前景。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种无线式电磁供电装置，这种无线式电磁供电装置可以在为不同的负载在空间存在距离的情况下完成电能的传输。
本实用新型依据的理论：法拉第的实验表明，不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象，所产生的电流称为感应电流。
根据法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。感应电动势用ε表示，即
Figure BSA00000457204100011
{ε：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，
Figure BSA00000457204100012
磁通量的变化率；磁通量Φ＝BScosA，Φ：磁通量(Wb)，B：匀强磁场的磁感应强度(T)，S：正对面积(m2)}。
为了使接收线圈产生的感应电势足够大，才能使传输的功率增大。对于接收线圈：要使
Figure BSA00000457204100014
足够大，必需使发射线圈(4)发出的磁场强度变化率足够大。对于发射线圈(4)：
Figure BSA00000457204100015
要使
Figure BSA00000457204100016
足够大，则要增大输送到发射线圈(4)电流的频率f。所以可利用高频变频器(1)把市电(220V，50HZ)变成高频振荡电流，即可在理论上满足要中距离无线式输电的条件。
本实用新型所采用的技术方案：
电流经导线进入发射模块(A)，在利用高频变频器(1)产生高频振荡电流，通过发射线圈(4)产生电磁波，在发射模块(A)周围形成一个非辐射磁场，将电能转换为磁场能。接收模块(B)装有接收线圈，磁场切割接收线圈(9)，产生的感应电流。当接收模块(B)的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最大，可实现电能的高效传输。并且接收模块(B)装有智能控制电路(5)，可实现输出电压和功率的可调，满足不同负载的供电需求。
附图说明：
图1是本实用新型的系统结构图。
图2是未通过充电电路(6)和智能控制电路(5)输出电压与传输距离(发射线圈和接收线圈之间距离)之间的关系图。
具体实施方式：
在图1的发射模块(A)中：输入电流经导线进入发射模块(A)的高频振荡器(1)产生高频振荡电流；然后经过功率放大电路(2)将高频振荡电流进行放大，为了获得尽可能大的功率输出；经放大的的高频振荡电流工作于非线性状态，电路的内阻处于变动状态，导致高频振荡电流输送到发射线圈的功率并不能保持稳定，为了输送额定的功率到发射线圈，高频振荡电流经阻抗匹配电路(3)达到了匹配状态。经阻抗匹配的高频振荡电流接至发射线圈(4)，根据法拉第电磁感应定律，发射线圈内产生高速变化的磁场，向发射线圈周围的空间中发射电磁波。根据通有变化电流线圈产生磁场的磁感线在空间的扩散，为了使接收线圈(9)空间处于足够强的磁场强度下，应使发射线圈(4)的中心轴线和接收线圈(9)的中心轴线在空间中处于重合的位置。在接收模块(B)中：发射线圈(4)产生的电磁波将接收线圈(9)进行切割，有法拉第电磁感应定律知，线圈中会产生的感应电流，感应电流经整流电路(8)整流，将其中的交流部分转化为直流电流；经整流的电流经限流器(7)接入充电电路(6)，对蓄电池进行充电，完成电能的暂时存储；充电电路连接智能控制电路(5)，完成A/D转换，和输出电压和输出功率的调节。可以满足不同负载的多种供电需求。
在图2中，对于本无线式电磁供电装置当接收模块(B)电压输出端不进行充电电路(6)和智能控制电路(5)的处理，在发射模块(A)输入电压为220V频率为50HZ的交流电，不断改变传输距离{发射线圈(4)和接收线圈的间隔距离(cm)}在接收模块(B)电压输出端用数字万用表进行多次输出电压(V)测量，经数据处理后，得出传输距离与输出电压之间的关系图表。
由图可知，随着发射线圈(4)和接收线圈的间隔距离不断增大，不进行充电电路(6)和智能控制电路(5)的处理的接收线圈输出电压不断减小，在30cm的距离内，电压仍能维持在13V-25V之间。这为充电电路(6)和智能控制电路(5)的设计提供很好的条件，如果经过智能控制电路(5)的处理，输出电压的宽度能有较大提升，可以满足不同负载的多种供电需求。

Claims (2)

1.一种无线式电磁供电装置，包括发射模块(A)和接收模块(B)；其特征在于：电流经导线进入发射模块(A)，在利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈(4)产生电磁波，在发射模块(A)周围形成一个非辐射磁场，将电能转换为磁场能；接收模块(B)装有接收线圈(9)，磁场切割接收线圈(9)，产生的感应电流；当接收模块(B)的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最大，可实现电能的高效传输。
2.根据权利要求1所述的无线式电磁供电装置，其特征在于：所述无线式电磁供电装置接收模块(B)装有智能控制电路(5)。 
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