CN210016331U - 一种无线供电多机接收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于无线电力传输技术领域，具体提供了一种无线供电多机接收系统，通过初级电路中交流电源输出交流电压经过发射线圈形成交变的磁场，与初级发射线圈相互耦合的次级接收线圈在交变磁场下形成交变的电压，再经过半桥逆变模块将能量供应给负载，通过一个初级电路完成对多个次级电路进行供电。该系统具有能量传输效率高且安全可靠，能够同时给予多个次级电路能量传输，且一次安装即可投入运行，后期投入少运行成本低，能大大降低监控维护费用，可广泛用于交通运输、生物医学、仪表仪器、小功率消费电子供电等领域。
Description
技术领域
本实用新型属于无线电力传输技术领域，具体涉及一种无线供电多机接收系统。
背景技术
无线电力传输(Wireless Power Transmission，WPT)也称无线能量传输或无线功率传输，它通过电磁感应和能量转换来实现。无线电力传输主要通过电磁感应、电磁共振、射频、微波、激光等方式实现非接触式的电力传输。
由于无线供电系统多功能性好，可靠性高，柔性好，安全性，可靠性及使用寿命较长等优点，加上无接触，无磨损的特性，能够满足多种不同条件下电工设备的用电需求，同时兼顾了信息传输功能的需求。
目前，国内外研究人员对无线电力传输进行了大量的研究，在无线电力传输的领域取得了卓有成效的成果，但是传统无线供电技术中的次级接收电路中一般只有一个接收线圈，只能实现一对一的电能传输。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中无线电能一对一传输无法满足多个负载使用的问题。
为此，本实用新型提供了一种无线供电多机接收系统，包括初级电路及至少一个次级电路，所述初级电路包括一个初级线圈L1及与所述初级线圈L1串联的初级电容C1，所述次级电路包括一个次级线圈L及与所述次级线圈L串联的次级电容C，所述初级线圈L1与所述次级线圈L进行谐振感应耦合。
优选地，所述系统包括第一次级电路及第二次级电路，所述第一次级电路包括第一次级线圈L2及与所述第一次级线圈L2串联的第一次级电容C2，所述第二次级电路包括第二次级线圈L3及与所述第二次级线圈L3串联的第二次级电容C3，且所述第一次级线圈L2及所述第二次级线圈L3均与所述初级线圈L1进行谐振感应耦合。
优选地，所述第一次级线圈L2及所述第二次级线圈L3沿着轴向呈直线布置。
优选地，所述次级电路还包括整流电路，所述整流电路与所述次级电容C串联，所述整流电路输出端连接负载。
优选地，所述整流电路为半桥式整流电路或全桥式整流电路。
优选地，所述次级电路输出端连接电池或负载。
优选地，所述初级线圈L1及所述次级线圈L均套设有铁芯。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种无线供电多机接收系统，通过初级电路中交流电源输出交流电压经过发射线圈形成交变的磁场，与初级发射线圈相互耦合的次级接收线圈在交变磁场下形成交变的电压，再经过半桥逆变模块将能量供应给负载，通过一个初级电路完成对多个次级电路进行供电。该系统具有能量传输效率高且安全可靠，能够同时给予多个次级电路能量传输，且一次安装即可投入运行，后期投入少运行成本低，能大大降低监控维护费用，可广泛用于交通运输、生物医学、仪表仪器、小功率消费电子供电等领域。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型无线供电多机接收系统的总体电路示意图；
图2是本实用新型无线供电多机接收系统的次级电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本实用新型提供了一种无线供电多机接收系统，包括初级电路及至少一个次级电路，所述初级电路包括一个初级线圈L1及与所述初级线圈L1串联的初级电容C1，所述次级电路包括一个次级线圈L及与所述次级线圈L串联的次级电容C，所述初级线圈L1与所述次级线圈L进行谐振感应耦合。由此可知，该系统包括一个初级电路和至少一个次级电路，这里以一个初级电路及两个次级电路为例进行说明，如图1所示，发射线圈和两个接收线圈的等效自感分别为L1，L2和L3。负载电阻显示为RL1和RL2。C1，C2和C3是LC谐振电路中的电容。M12表示L1和L2之间的互感，M13表示L1和L3之间的互感，M23表示负载线圈L2和L3之间的互感。C1,L1,C2,L2,C3,L3组成了耦合线圈部分，其中C1,L1为初级传输线圈的分布电容与电感，C2,L2,C3,L3为次级传输线圈的分布电容与感量。C1，C2和C3大小由线圈设计决定，用于与相应线圈未耦合的漏磁部分产生谐振，令线圈可以接收线圈耦合产生的全部能量。初级电路中的激励线圈(发射线圈)通过交流电后产生交变的磁场，交变的磁场与次级电路中的接收线圈进行谐振耦合从而将能量最大化的传输给次级电路中的接收线圈，两个(或多个)次级电路的线圈同时与初级电路的发射线圈进行耦合，这样初级电路的能量就传输给了次级电路，次级电路再通过半桥整流将交流电转化为直流电给负载供电。
如图2所示为单个接收机的电路图，C3为滤波电容，D1,D2组成的半桥逆变模块，可以将交流电转为直流电。次级线圈(接收线圈)接收到初级线圈(发射线圈)的能量后，通过次级电路中的半桥逆变电路后将电能供给负载。
优选的方案，所述第一次级线圈L2及所述第二次级线圈L3沿着轴向呈直线布置。如图1所示，第一次级线圈L2及第二次级线圈L3呈直线排列，这样能尽可能减小两个次级线圈之间的耦合效应。
优选的方案，所述次级电路还包括整流电路，所述整流电路与所述次级电容C串联，所述整流电路输出端连接负载。由此可知，初级线圈L1连接交流电源，经过磁耦合后将能量传递至次级电路，次级电路得到的也是交流电，如果需要用到直流电来驱动负载或电池，则需要对交流电进行整流。
优选的方案，所述整流电路为半桥式整流电路或全桥式整流电路。由此可知，如图2所示，次级电路包括半桥式整流电路，其由两个二极管户这话三极管或者MOS管组成，次级线圈L4接收能量，经过电容C4，C4分别与二极管D1和D2连接，两个二极管反向并联后与负载R1串联，电容C5和C6起到蓄能的作用，能更好的利用交流电。而全桥电路是由四个管户这话三极管或者MOS管组成，全桥电路不容易产生泻流，而半桥电路在振荡转换之间容易泻有电流使波形变坏，产生干扰，半桥电路成本底，电路容易形成，全桥电路成本高，电路相对复杂。
优选的方案，所述次级电路输出端连接电池或负载。由此可知，能量传递后可以是给负载使用，也可以是用来储蓄电能给电池充电。
优选的方案，所述初级线圈L1及所述次级线圈L均套设有铁芯。由此可知，带铁芯会增加磁感应强度，但同时铁芯发热也会增加损耗，因此在高频率的电路中的变压器就不要铁芯，如无线电传输，工频电路或者频率较低的电路中的变压器就要铁芯，如变压器。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种无线供电多机接收系统，通过初级电路中交流电源输出交流电压经过发射线圈形成交变的磁场，与初级发射线圈相互耦合的次级接收线圈在交变磁场下形成交变的电压，再经过半桥逆变模块将能量供应给负载，通过一个初级电路完成对多个次级电路进行供电。该系统具有能量传输效率高且安全可靠，能够同时给予多个次级电路能量传输，且一次安装即可投入运行，后期投入少运行成本低，能大大降低监控维护费用，可广泛用于交通运输、生物医学、仪表仪器、小功率消费电子供电等领域。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无线供电多机接收系统，其特征在于：包括初级电路及至少一个次级电路，所述初级电路包括一个初级线圈L1及与所述初级线圈L1串联的初级电容C1，所述次级电路包括一个次级线圈L及与所述次级线圈L串联的次级电容C，所述初级线圈L1与所述次级线圈L进行谐振感应耦合。
2.根据权利要求1所述的无线供电多机接收系统，其特征在于：所述系统包括第一次级电路及第二次级电路，所述第一次级电路包括第一次级线圈L2及与所述第一次级线圈L2串联的第一次级电容C2，所述第二次级电路包括第二次级线圈L3及与所述第二次级线圈L3串联的第二次级电容C3，且所述第一次级线圈L2及所述第二次级线圈L3均与所述初级线圈L1进行谐振感应耦合。
3.根据权利要求2所述的无线供电多机接收系统，其特征在于：所述第一次级线圈L2及所述第二次级线圈L3沿着轴向呈直线布置。
4.根据权利要求1所述的无线供电多机接收系统，其特征在于：所述次级电路还包括整流电路，所述整流电路与所述次级电容C串联，所述整流电路输出端连接负载。
5.根据权利要求4所述的无线供电多机接收系统，其特征在于：所述整流电路为半桥式整流电路或全桥式整流电路。
6.根据权利要求1所述的无线供电多机接收系统，其特征在于：所述次级电路输出端连接电池或负载。
7.根据权利要求1所述的无线供电多机接收系统，其特征在于：所述初级线圈L1及所述次级线圈L均套设有铁芯。
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