一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線電能傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于無線電能傳輸系統(tǒng)的線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]無線電能傳輸系統(tǒng)由于其具有非電氣連接電能傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，在很多領(lǐng)域具有極為重要的研宄和應(yīng)用價值。在2007年麻省理工大學(xué)索爾伽西克教授發(fā)表的論文中第一次提出了應(yīng)用諧振線圈實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸?shù)母拍?，并且指出線圈的品質(zhì)因數(shù)對高效率的電能傳輸具有至關(guān)重要的作用。對于無線電能傳輸?shù)闹C振線圈來說，電感量越大，寄生電容越小，內(nèi)阻越小，品質(zhì)因數(shù)越高。而現(xiàn)有的線圈每匝的形狀多為圓形或正方形，該種線圈的結(jié)構(gòu)匝間寄生電容大，線圈的品質(zhì)因數(shù)低，同時平行走線結(jié)構(gòu)將會加大導(dǎo)線之間的渦流效應(yīng)，加大線圈的熱損耗，進(jìn)而導(dǎo)致無線磁耦合共振式電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有線圈的結(jié)構(gòu)匝間寄生電容大，線圈的品質(zhì)因數(shù)低，進(jìn)而導(dǎo)致無線磁耦合共振式電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率低的問題，現(xiàn)提供一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈。
[0004]一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，該傳輸線圈包括多匝線圈，每匝線圈均為正多邊形，且每匝線圈的幾何中心均位于同一點(diǎn)，所有匝線圈均位于同一平面，任意一匝多邊形線圈的頂點(diǎn)與相鄰匝線圈對應(yīng)邊的中點(diǎn)正對。
[0005]任意一匝多邊形線圈與相鄰匝線圈之間首尾相接。
[0006]所有匝的線圈繞向一致。
[0007]該線圈中多邊形的邊數(shù)不大于15。
[0008]本發(fā)明所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，克服了現(xiàn)有技術(shù)中采用的線圈每匝形狀為正方形或圓形的固有思路，而是采用每匝為多邊形結(jié)構(gòu)，且相鄰的兩匝多邊形存在角度錯位，即任意一匝多邊形的頂點(diǎn)與相鄰匝多邊形邊的中點(diǎn)正對，通過這種匝間錯位的結(jié)構(gòu)，達(dá)到將匝間寄生電容至少降低40%至80%，同時降低臨近效應(yīng)和渦流效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)阻，線圈的品質(zhì)因數(shù)提高50%的目的，進(jìn)而提高無線磁耦合共振式電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率。且該線圈采用平面式結(jié)構(gòu)，便于加工于印刷電路版中；同時本發(fā)明所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，還具有自感量大，統(tǒng)一性好的優(yōu)點(diǎn)。適用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)中，能夠作為無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端、接收端或中繼線圈。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]【具體實(shí)施方式】一:參照圖1具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，該傳輸線圈包括多匝線圈，每匝線圈均為正多邊形，且每匝線圈的幾何中心均位于同一點(diǎn)，所有匝線圈均位于同一平面，任意一匝多邊形線圈的頂點(diǎn)與相鄰匝線圈對應(yīng)邊的中點(diǎn)正對。
[0011]本實(shí)施方式中所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，該線圈采用平面式結(jié)構(gòu)，即所有匝線圈均位于同一平面，便于加工于印刷電路版中；采用每匝為多邊形結(jié)構(gòu)，且相鄰的兩匝多邊形存在角度錯位，即任意一匝多邊形的頂點(diǎn)與相鄰匝多邊形邊的中點(diǎn)正對，通過這種匝間錯位的方法能夠?qū)⒃验g寄生電容至少降低40%至80%，同時降低臨近效應(yīng)和渦流效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)阻，線圈的品質(zhì)因數(shù)提高50%，進(jìn)而提高無線磁耦合共振式電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率，能夠作為無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端(與高頻電流源相連)、接收端(與負(fù)載相連接)或中繼線圈。
[0012]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，所有匝的線圈繞向一致。
[0013]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，任意一匝多邊形線圈與相鄰匝線圈之間首尾相接。
[0014]相鄰的線圈之間首尾相連，即其中某一匝線圈的首端與相鄰的上一匝線圈尾端相連，其尾端與相鄰的下一匝線圈首端相連。
[0015]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，該線圈中多邊形的邊數(shù)不大于15。
[0016]由于多邊形的邊數(shù)越多，則越趨近于圓形，就會導(dǎo)致匝間寄生電容增加，因此本實(shí)施方式限定正多邊形的邊數(shù)不大于15，增加每匝線圈的錯位角度，從而降低匝間寄生電容。
【主權(quán)項】
1.一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，其特征在于，該傳輸線圈包括多匝線圈，每匝線圈均為正多邊形，且每匝線圈的幾何中心均位于同一點(diǎn)，所有匝線圈均位于同一平面，任意一匝多邊形線圈的頂點(diǎn)與相鄰匝線圈對應(yīng)邊的中點(diǎn)正對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，其特征在于，所有匝的線圈繞向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，其特征在于，任意一匝多邊形線圈與相鄰匝線圈之間首尾相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，其特征在于，該線圈中多邊形的邊數(shù)不大于15。
【專利摘要】一種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，屬于無線電能傳輸領(lǐng)域。它為了解決現(xiàn)有線圈的結(jié)構(gòu)匝間寄生電容大，線圈的品質(zhì)因數(shù)低，進(jìn)而導(dǎo)致無線磁耦合共振式電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率低的問題。種用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸線圈，為平面螺旋結(jié)構(gòu)，每匝線圈均為正多邊形，且每個正多邊形的幾何中心均位于同點(diǎn)，任意匝多邊形的頂點(diǎn)與相鄰匝多邊形邊的中點(diǎn)正對。便于加工于印刷電路版中，能夠?qū)⒃验g寄生電容至少降低40％至80％，同時降低由于并行走線導(dǎo)致的臨近效應(yīng)和渦流效應(yīng)產(chǎn)生的熱損耗，線圈的品質(zhì)因數(shù)提高50％，進(jìn)而提高無線磁耦合共振式電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率。適用于磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)中。
【IPC分類】H01F27-28, H01F38-14, H02J17-00
【公開號】CN104576003
【申請?zhí)枴緾N201510054204
【發(fā)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(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月30日