技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及無線供電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型及點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無線供電是指通過非物理接觸的電能傳輸方式，是繼無線通訊、無線網(wǎng)絡(luò)之后的第三次無線革命，被業(yè)界視為一項(xiàng)具有基礎(chǔ)應(yīng)用性意義的前沿科技。無線供電技術(shù)自2007年誕生在實(shí)驗(yàn)室以來，經(jīng)過數(shù)年的優(yōu)化，已經(jīng)能夠在手機(jī)無線充電和汽車無線充電中試用。

現(xiàn)有技術(shù)中的無線供電技術(shù)主要基于電磁感應(yīng)原理，發(fā)射線圈在周圍空間中產(chǎn)生交變磁場B，變化的磁場又感應(yīng)出感應(yīng)電場E，這一過程由麥克斯韋方程給出：在傳輸過程中，接收線圈處在交變磁場B感應(yīng)出的環(huán)形電場中，獲得感應(yīng)電動勢ε(即開路電壓)，這跟穿過所述接收線圈的磁通量φ的變化有關(guān)：至此完成電能從所述發(fā)射線圈向所述接收線圈無線傳輸?shù)倪^程。

但是基于傳統(tǒng)的磁感應(yīng)原理進(jìn)行電能傳輸?shù)臒o線供電技術(shù)的傳輸效率較低，使得所述無線供電技術(shù)難以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型及點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)提高無線供電過程中的傳輸效率的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型，包括：發(fā)射諧振環(huán)和接收諧振環(huán)；其中，

所述發(fā)射諧振環(huán)包括第一電容和與所述第一電容串聯(lián)或并聯(lián)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈；

所述接收諧振環(huán)包括第二電容和與所述第二電容串聯(lián)或并聯(lián)的至少兩個(gè)接收線圈；

所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)彼此耦合，且所述發(fā)射諧振環(huán)的諧振頻率與所述接收諧振環(huán)的諧振頻率相同。

優(yōu)選的，所述發(fā)射線圈和所述接收線圈為緊密型線圈或松散型線圈。

優(yōu)選的，還包括：第一磁芯和第二磁芯；

所述第一磁芯用于提升所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈的磁通密度；

所述第二磁芯用于提升所述至少兩個(gè)接收線圈的磁通密度。

優(yōu)選的，所述第一磁芯為條形磁體，設(shè)置于所述發(fā)射線圈背離所述接收線圈一側(cè)；

所述第二磁芯為條形磁體，設(shè)置于所述接收線圈背離所述發(fā)射線圈一側(cè)。

優(yōu)選的，所述第一磁芯為U型磁體，環(huán)繞所述發(fā)射線圈設(shè)置；

所述第二磁芯為U型磁體，環(huán)繞所述接收線圈設(shè)置。

優(yōu)選的，所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈處于同一平面；

所述至少兩個(gè)接收線圈處于同一平面，且所述至少兩個(gè)接收線圈所在平面與所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈所在平面彼此平行。

優(yōu)選的，每個(gè)所述發(fā)射線圈所在平面與一個(gè)所述接收線圈平面平行，且所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈不處于同一平面。

優(yōu)選的，所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型還包括：第一U型磁芯；

所述接收諧振環(huán)包括第二電容、與所述第二電容串聯(lián)或并聯(lián)的兩個(gè)接收線圈，所述兩個(gè)接收線圈反相串接；

所述發(fā)射諧振環(huán)包括第一電容、與所述第一電容串聯(lián)或并聯(lián)的兩個(gè)發(fā)射線圈，所述兩個(gè)發(fā)射線圈反相串接；

所述第一U型磁芯用于提升所述兩個(gè)發(fā)射線圈以及所述兩個(gè)接收線圈的磁通密度。

優(yōu)選的，所述發(fā)射線圈為橢圓形線圈或梯形線圈或方形線圈或三角形線圈或半圓形線圈；

所述接收線圈為橢圓形線圈或梯形線圈或方形線圈或三角形線圈或半圓形線圈。

一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)，包括：無線供電發(fā)射器和無線供電接收器；其中，所述無線供電發(fā)射器和無線供電接收器中設(shè)置有如上述任一實(shí)施例所述的點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型。

優(yōu)選的，還包括應(yīng)答碼發(fā)送裝置和多個(gè)識別碼發(fā)送裝置；其中，

所述多個(gè)識別碼發(fā)送裝置的數(shù)量與所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的發(fā)射線圈數(shù)量相同，且每個(gè)所述識別碼發(fā)送裝置與一個(gè)所述發(fā)射線圈綁定，用于發(fā)送識別碼，并在接收到所述應(yīng)答碼發(fā)送裝置發(fā)送的應(yīng)答碼后控制與其綁定的發(fā)射線圈開始工作；

所述應(yīng)答碼發(fā)送裝置與所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的接收線圈綁定，用于在接收到所述識別碼后發(fā)送應(yīng)答碼。

從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型及點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)，其中，所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)彼此耦合且所述發(fā)射諧振環(huán)的諧振頻率與所述接收諧振環(huán)的諧振頻率相同，即所述發(fā)射諧振環(huán)和所述接收諧振環(huán)處于磁共振狀態(tài)下，而處于磁共振狀態(tài)下的發(fā)射諧振環(huán)和接收諧振環(huán)可以提高無線供電過程中的傳輸效率。這是因?yàn)樵陔娔艿臒o線傳輸過程中能量密度S由感應(yīng)電場的電場強(qiáng)度E和磁場強(qiáng)度H決定(S＝E×H)，而諧振過程則會倍增環(huán)路電流，加強(qiáng)空間中的感應(yīng)電場與磁場，從而大大提升能流密度S，進(jìn)而提升電能在無線傳輸過程中的傳輸效率；并且磁共振能夠很好地吸引并聚集周圍的磁力線從而有效俘獲更多的電磁能量，進(jìn)而進(jìn)一步地提升電能在無線傳輸過程中的傳輸效率。

由于所述發(fā)射諧振環(huán)由第一電容和與所述第一電容串聯(lián)或并聯(lián)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈構(gòu)成，而LC回路的諧振有益于很好的濾除輸入信號的高次諧波分量，這樣即提高了傳輸效率，又可以減少高頻雜波輻射，降低了對環(huán)境的電磁污染，非常符合現(xiàn)今的綠色環(huán)保理念。

并且由于所述接收諧振環(huán)內(nèi)具有至少兩個(gè)接收線圈，且所述發(fā)射諧振環(huán)內(nèi)具有至少兩個(gè)發(fā)射線圈，使得所述接收諧振環(huán)接收的電能在其內(nèi)部分布均勻且所述發(fā)射諧振環(huán)發(fā)送的電能在其內(nèi)部分布均勻，從而降低發(fā)熱量；并且多個(gè)接收線圈的構(gòu)成使得所述接收諧振環(huán)可感應(yīng)所述發(fā)射諧振環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電場的范圍變大，相應(yīng)的，多個(gè)發(fā)射線圈的構(gòu)成使得所述發(fā)射諧振環(huán)可發(fā)送電能的范圍變大，從而可以降低所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的耦合精度要求，或者說允許的所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的位置誤差增大，降低了所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的設(shè)計(jì)要求。

進(jìn)一步的，在所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的實(shí)際應(yīng)用過程中，可以通過將構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的至少兩個(gè)接收線圈中的一個(gè)或多個(gè)接收線圈以旁路的方式進(jìn)行單個(gè)接收線圈工作狀態(tài)的切換，或者還可以通過將構(gòu)成所述發(fā)射諧振環(huán)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射線圈以旁路的方式進(jìn)行單個(gè)發(fā)射線圈工作狀態(tài)的切換，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的分級控制，進(jìn)而使得所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的適用范圍更加廣泛。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1(a)和(b)為本申請的一個(gè)實(shí)施例提供的一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的連接示意圖；

圖2為本申請實(shí)施例提供的LC震蕩的模型示意圖；

圖3和圖4為磁共振諧振回路中Q值的兩種表示方式的曲線示意圖；

圖5(a)為并聯(lián)諧振時(shí)的諧振曲線；

圖5(b)為串聯(lián)諧振時(shí)的諧振曲線；

圖6為諧振環(huán)并聯(lián)接法表現(xiàn)出的阻抗特性；

圖7為諧振環(huán)串聯(lián)接法表現(xiàn)出的阻抗特性；

圖8為軟磁材料的磁化曲線；

圖9和圖10為磁芯的兩種設(shè)置方式的示意圖；

圖11(a)為本申請的一個(gè)具體實(shí)施例提供的雙線圈偶極模型中的發(fā)射線圈的連接示意圖；

圖11(b)為本申請的一個(gè)具體實(shí)施例提供的雙線圈偶極模型中的接收線圈的連接示意圖；

圖12(a)為雙線圈偶極模型中接收線圈沿X軸方向移動時(shí)的耦合曲線；

圖12(b)為雙線圈偶極模型中接收線圈沿Y軸方向移動時(shí)的耦合曲線；

圖13為雙線圈偶極模型中電感量示意圖；

圖14為雙線圈偶極模型中第一U型磁芯的設(shè)置方式示意圖；

圖15(a)和(b)為本申請的一個(gè)具體實(shí)施例提供的包括兩個(gè)接收線圈和兩個(gè)發(fā)射線圈的點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的連接示意圖

圖16為本申請的一個(gè)實(shí)施例提供的包括兩個(gè)接收線圈和兩個(gè)發(fā)射線圈的點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的位置關(guān)系示意圖；

圖17為本申請的另一個(gè)實(shí)施例提供的包括兩個(gè)接收線圈和兩個(gè)發(fā)射線圈的點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的位置關(guān)系示意圖；

圖18為本申請的一個(gè)具體實(shí)施例提供的由三個(gè)子諧振環(huán)與全橋整流電路連接后串聯(lián)形成的接收諧振環(huán)的連接方式示意圖；

圖19為本申請的一個(gè)具體實(shí)施例提供的由三個(gè)子諧振環(huán)與全橋整流電路連接后并聯(lián)形成的接收諧振環(huán)的連接方式示意圖；

圖20為如圖18所示連接的接收諧振環(huán)的輸出特性曲線；

圖21為如圖19所示連接的接收諧振環(huán)的輸出特性曲線；

圖22、24和26為本申請實(shí)施例提供的三種無線供電發(fā)射器的電路示意圖；

圖23(a)為如圖22所示的無線供電發(fā)射器的直流供電波形的示意圖；

圖23(b)為如圖22所示的無線供電發(fā)射器的發(fā)送輸出波形的示意圖；

圖25(a)為如圖24所示的無線供電發(fā)射器的直流供電波形的示意圖；

圖25(b)為如圖24所示的無線供電發(fā)射器的發(fā)射輸出波形的示意圖；

圖27(a)為如圖26所示的無線供電發(fā)射器的直流供電波形的示意圖；

圖27(b)為如圖26所示的無線供電發(fā)射器的發(fā)射輸出波形的示意圖；

圖28為無線供電發(fā)射器輸出占空比示意圖；

圖29和30為本申請實(shí)施例提供的兩種可行的無線供電接收器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖31為本申請的一個(gè)實(shí)施例提供的一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)的識別傳輸示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本申請實(shí)施例提供了一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型，如圖1(a)和圖1(b)所示，包括：發(fā)射諧振環(huán)和接收諧振環(huán)；其中，

所述發(fā)射諧振環(huán)包括第一電容C1和與所述第一電容C1串聯(lián)或并聯(lián)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈(L11、L12……L1N)；

所述接收諧振環(huán)包括第二電容C2和與所述第二電容C2串聯(lián)或并聯(lián)的至少兩個(gè)接收線圈(L21、L22……L2N)；

所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)彼此耦合，且所述發(fā)射諧振環(huán)的諧振頻率與所述接收諧振環(huán)的諧振頻率相同。

圖1(a)為所述至少兩個(gè)接收線圈與所述第二電容C2串聯(lián)構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1(b)為所述至少兩個(gè)接收線圈與所述第二電容C2 并聯(lián)構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。相應(yīng)的，所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈與所述第一電容C1串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成所述發(fā)射諧振環(huán)的方式與所述至少兩個(gè)接收線圈與所述第二電容C2串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的方式類似，本申請?jiān)诖瞬蛔鲑樖觥?/p>

需要說明的是，在本申請中，我們進(jìn)行如下定義：

1、根據(jù)繞制方式的不同，我們可以將線圈分為松散型線圈和緊密型線圈，如果線圈中的每一圈繞線之間具有空隙，則稱其為松散型線圈；反之，如果線圈中的每一圈相鄰的繞線都緊貼則稱其為緊密型線圈。在本申請中，所述發(fā)射線圈和所述接收線圈可以為所述緊密型線圈，也可以為所述松散型線圈。本申請對所述發(fā)射線圈和所述接收線圈的具體種類并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

2、所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)彼此耦合的方式可以為單邊耦合，還可以為周邊耦合；其中，所述單邊耦合是指所述發(fā)射線圈的一邊與所述接收線圈的一邊貼近的耦合方式；所述周邊耦合是指所述發(fā)射線圈的四周與所述接收線圈的四周都貼近的耦合方式。本申請對所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)彼此耦合的具體方式并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

3、在本申請中所述發(fā)射諧振環(huán)和所述接收諧振環(huán)都屬于諧振環(huán)，是指由電容和電感串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的環(huán)路結(jié)構(gòu)，串聯(lián)構(gòu)成的諧振環(huán)中存在串聯(lián)諧振，并聯(lián)構(gòu)成的諧振環(huán)中存在并聯(lián)諧振；無線供電系統(tǒng)中至少有兩個(gè)諧振環(huán)，一個(gè)就是所述發(fā)射諧振環(huán)，另一個(gè)就是所述接收諧振環(huán)。

4、在本申請中等效線圈是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的線圈，它可以是等效發(fā)射線圈，也可以是等效接收線圈；另外在本申請中的第一電容和第二電容可以指單個(gè)電容，也可以指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的單個(gè)電容串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的電容結(jié)構(gòu)；

5、如果一個(gè)無線供電系統(tǒng)中只有一個(gè)發(fā)射諧振環(huán)和一個(gè)接收諧振環(huán)，則這個(gè)無線供電系統(tǒng)稱之為點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)；如上述定義，如果發(fā)射諧振環(huán)由一個(gè)等效發(fā)射線圈和一個(gè)等效電容串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，接收諧振環(huán)由一個(gè)等效接收線圈和一個(gè)等效電容串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成，由這兩個(gè)諧振環(huán)構(gòu)成的無線供電系統(tǒng)也屬于點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)。

還需要說明的是，在本申請的實(shí)施例中，處于磁共振狀態(tài)下的所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)滿足如下條件：

構(gòu)成所述發(fā)射諧振環(huán)的第一電容C1的容量和所述發(fā)射線圈的電感量的乘積，等于構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的第二電容C2的容量和至少兩個(gè)所述接收線圈的等效電感量的乘積，這個(gè)乘積我們稱之為LC常數(shù)，即：L1×C1＝L2× C2＝J＝1/ω²，其中，L1為至少兩個(gè)發(fā)射線圈的等效電感量，L2為至少兩個(gè)所述接收線圈的等效電感量，J表示所述LC常數(shù)，ω表示所述發(fā)射諧振環(huán)或所述接收諧振環(huán)的諧振角頻率。

下面我們對LC諧振狀態(tài)下的電能傳輸(磁共振狀態(tài)下的電能傳輸)過程進(jìn)行分析：

電容器在磁共振狀態(tài)下的特性：其中，i_c表示通過所述電容器的等效電流；U表示電容器兩端的電壓；q為電容器存儲的電量；

電感器在磁共振狀態(tài)下的特性：其中，φ表示磁通量；i表示通過所述電感器的電流；u_c表示電感器兩端電壓；

如圖2所示，當(dāng)電容器C與電感器L的兩端連接時(shí)：(假設(shè)為一理想的封閉狀態(tài)，初始條件：t＝0，u_c＝U₀，U₀為向所述發(fā)射諧振環(huán)提供電能的發(fā)射電路的電壓；)

i_c＝i_L＝i；于是得到：

u_c+u_L＝0(t＝0，u_c＝U₀)

此微分方程的解即為諧振函數(shù)：

i_c-i_L＝0

同樣的，可得電流的方程為：

所得的解是：i_L(t)＝U₀Cω₀sin(ω₀t)。

電容器C和電感器L之間進(jìn)行著能量交換：電壓(絕對值)最大時(shí)能量以電場的形式存儲于電容器C中；電壓為零時(shí)能量以磁場的形式存儲于電感器L 中，此時(shí)電流(絕對值)最大；電流與電壓的相位差為1/2π。每個(gè)充放電周期中有四次能量轉(zhuǎn)換：其中，W_C表示電容器C中的能量；W_L表示電感器L中的能量；C表示電容器C的容量，L表示電感器L的電感值。

在實(shí)際工作中，發(fā)射電路持續(xù)為所述發(fā)射諧振環(huán)的諧振回路提供能量，以補(bǔ)充因傳出或損耗而減少的電能，維持穩(wěn)定的LC震蕩。所述接收諧振環(huán)的諧振頻率和所述發(fā)射諧振環(huán)的諧振頻率相同，在所述發(fā)射諧振環(huán)產(chǎn)生的交變電磁場中，能夠最大幅度的吸收電磁能量而引起同頻共振(即磁共振)，并且還能夠所述接收諧振環(huán)中取出足夠多的電能為負(fù)載供電，而接收回路的維持震蕩則以來發(fā)射諧振環(huán)提供的交變電磁場。有研究表明因同頻磁共振而維持的電能傳輸鏈在空間上有更大的工作適應(yīng)范圍。

并且處于磁共振狀態(tài)下的發(fā)射諧振環(huán)和接收諧振環(huán)可以提高無線供電過程中的傳輸效率。這是因?yàn)樵陔娔艿臒o線傳輸過程中能量密度S由感應(yīng)電場的電場強(qiáng)度E和磁場強(qiáng)度H決定(S＝E×H)，而諧振過程則會倍增環(huán)路電流，加強(qiáng)空間中的感應(yīng)電場與磁場，從而大大提升能流密度S，進(jìn)而提升電能在無線傳輸過程中的傳輸效率；并且磁共振能夠很好地吸引并聚集周圍的磁力線從而有效俘獲更多的電磁能量，進(jìn)而進(jìn)一步地提升電能在無線傳輸過程中的傳輸效率。

由于所述發(fā)射諧振環(huán)由第一電容C1和與所述第一電容C1串聯(lián)或并聯(lián)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈構(gòu)成，而LC回路的諧振有益于很好的濾除輸入信號的高次諧波分量，這樣即提高了傳輸效率，又可以減少高頻雜波輻射，降低了對環(huán)境的電磁污染，非常符合現(xiàn)今的綠色環(huán)保理念。

并且由于所述接收諧振環(huán)內(nèi)具有至少兩個(gè)接收線圈，且所述發(fā)射諧振環(huán)內(nèi)具有至少兩個(gè)發(fā)射線圈，使得所述接收諧振環(huán)接收的電能在其內(nèi)部分布均勻且所述發(fā)射諧振環(huán)發(fā)送的電能在其內(nèi)部分布均勻，從而降低發(fā)熱量；并且多個(gè)接收線圈的構(gòu)成使得所述接收諧振環(huán)可感應(yīng)所述發(fā)射諧振環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電場的范圍變大，相應(yīng)的，多個(gè)發(fā)射線圈的構(gòu)成使得所述發(fā)射諧振環(huán)可發(fā)送電能的范圍變大，從而可以降低所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的耦合精度要求，或者說允許的所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的位置誤差增大，降低了所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的設(shè)計(jì)要求。

進(jìn)一步的，在所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的實(shí)際應(yīng)用過程中，可以通過將構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的至少兩個(gè)接收線圈中的一個(gè)或多個(gè)接收線圈旁路的方式進(jìn)行單個(gè)接收線圈工作狀態(tài)的切換，或者還可以通過將構(gòu)成所述發(fā)射諧振環(huán)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射線圈以旁路的方式進(jìn)行單個(gè)發(fā)射線圈工作狀態(tài)的切換，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的分級控制，進(jìn)而使得所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的適用范圍更加廣泛。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型還包括：第一磁芯和第二磁芯；

所述第一磁芯用于提升所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈的磁通密度；

所述第二磁芯用于提升所述至少兩個(gè)接收線圈的磁通密度。

需要說明的是，對于磁共振諧振回路(特別是對于所述接收諧振環(huán)來說) 而言，如圖3所示，Q值的增加也能明顯提升電能傳輸效率，Q＝ωL/R，其中R 為諧振回路中的等效電阻，包括直流電阻和各種交流損耗的總和，一般在當(dāng)ω不變時(shí)(LC＝1/ω²)可以通過增加電感L和降低電容容量C的方法來提升Q值。如圖4所示，Q值還可以表示為：Q＝ω₀/2△ω，其中，ω₀表示諧振頻率，當(dāng)Q值較大時(shí)要求電感L和電容容量C的乘積精確度就高(比如并聯(lián)諧振)，Q值較小時(shí)要求電感L和電容容量C的乘積精度就低(比如串聯(lián)諧振)。

在并聯(lián)諧振(接法)時(shí)，如圖5(a)所示，因?yàn)檩旊?發(fā)射)與取電(接收)電路連接于線圈兩端，在低振幅時(shí)阻尼很小，諧振回路的Q值將會很高；并且輸入(發(fā)射端)與輸出(接收端)阻尼也較大。同時(shí)對諧振回路中的諧振電容值的精度要求也較高(±5％以內(nèi))。

在串聯(lián)諧振(接法)時(shí)，如圖5(b)所示，由于發(fā)射電路和接收電路與諧振回路的等效損耗電阻串聯(lián)，使其Q值大大降低(一般在5以下)，發(fā)射端輸入阻抗與接收端輸出阻抗較小；在低阻抗應(yīng)用中可以選用串聯(lián)諧振，表現(xiàn)為諧振電容值對諧振幅度不敏感(容差可達(dá)±20％)。

因此可以根據(jù)不同接收負(fù)載的電器參數(shù)特性，來選擇比較合適的發(fā)射諧振環(huán)的連接方式以及接收諧振環(huán)的連接方式(串聯(lián)或并聯(lián))，可以滿足各種設(shè)備的無線供電需求。

諧振環(huán)(諧振線圈和電容)的并聯(lián)接法表現(xiàn)出的阻抗特性如圖6所示，諧振線圈和電容的串聯(lián)接法表現(xiàn)出的阻抗特性如圖7所示；從圖6和圖7中可以看出，在空載時(shí)需要特別注意考慮諧振線圈和電容表現(xiàn)出的阻抗特性，不論是作為發(fā)射端還是接收端，并聯(lián)諧振的高阻抗特性以及串聯(lián)諧振表現(xiàn)出的低阻抗特性為實(shí)際應(yīng)用提供了可選方案：在低于諧振頻率ω₀時(shí)都表現(xiàn)為容性，高于諧振頻率時(shí)都表現(xiàn)為感性，但并聯(lián)接法和串聯(lián)接法的諧振環(huán)的阻抗變化率相反。

因?yàn)榇判圆牧?如鐵氧體)的磁導(dǎo)率μ_r一般都在1000以上，所以磁芯可以將線圈的磁通密度B(B＝μH＝μ₀μ_rH)提升至千倍(磁場強(qiáng)度H與介質(zhì)無關(guān)，μ_r為介質(zhì)磁導(dǎo)率，μ₀為真空中磁導(dǎo)率)，磁芯可以大量收集空間中的磁力線，降低磁阻，提高功率容量。

磁通密度B的增加使得磁通量φ加大(φ＝∫_sB·ds)，因此電感L也隨之增加了，這有利于減小電感線圈的尺寸，有利于減小所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的尺寸，實(shí)現(xiàn)所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的小型化。

在較大功率(100W以上)的無線供電過程中，為了提高功率密度(可大幅縮小設(shè)備體積)，可以通過使用磁芯提升電感線圈(所述發(fā)射線圈和接收線圈)的磁通密度的方法。這樣可以對無線供電的傳輸效率有很大的提升，并且增加了電感線圈的電感量，提升了其Q值，使耦合系數(shù)也進(jìn)一步增加，在大功率的應(yīng)用中常常采用設(shè)置鐵芯的方法。

但是使用磁芯時(shí)需要注意電感線圈(接收線圈或發(fā)射線圈)的工作狀態(tài)和范圍，避免電感線圈進(jìn)入飽和區(qū)，如圖8所示，處于飽和區(qū)的電感線圈的電感是非線性的，即電感量會改變，從而造成工作異常(如發(fā)熱、功率降低等)。磁飽和情況的發(fā)生主要是由于磁芯實(shí)驗(yàn)不當(dāng)，此時(shí)將有明顯的磁致伸縮現(xiàn)象，產(chǎn)生危害性噪聲與機(jī)械振動。

在本申請中，設(shè)置磁芯的方式主要分三種類型，第一種如圖9所示，所述第一磁芯為條形磁體，設(shè)置于所述發(fā)射線圈背離所述接收線圈一側(cè)；

所述第二磁芯為條形磁體，設(shè)置于所述接收線圈背離所述發(fā)射線圈一側(cè)。

這種設(shè)置方法主要應(yīng)用于較小功率的無線供電傳輸系統(tǒng)中，這樣設(shè)置有兩個(gè)主要作用：一是通過磁導(dǎo)原理屏蔽了線圈一側(cè)的磁場從而實(shí)現(xiàn)定向的能量傳輸，對傳輸效率有很大提升；二是所述第一磁芯和第二磁芯增加了所述接收線圈和所述發(fā)射線圈的電感量，提升了Q值，使它們之間的耦合系數(shù)也進(jìn)一步增加，在大功率的無線供電過程中常常采用這種磁芯設(shè)置方法。

第二種如圖10所示，所述第一磁芯為U型磁體，環(huán)繞所述發(fā)射線圈設(shè)置；

所述第二磁芯為U型磁體，環(huán)繞所述接收線圈設(shè)置。

這種鐵芯設(shè)置方法主要應(yīng)用于大功率無線供電傳輸系統(tǒng)中，U型磁體可以增加所述發(fā)射線圈和所述接收線圈的磁通密度，從而提高傳輸功率。

第三種主要應(yīng)用于雙線圈偶極模型中，在這個(gè)模型中還包括第一U型磁芯；

所述接收諧振環(huán)包括第二電容、與所述第二電容串聯(lián)或并聯(lián)的兩個(gè)接收線圈，所述兩個(gè)接收線圈反相串接；

所述發(fā)射諧振環(huán)包括第一電容、與所述第一電容串聯(lián)或并聯(lián)的兩個(gè)發(fā)射線圈，所述兩個(gè)發(fā)射線圈反相串接；

所述兩個(gè)發(fā)射線圈反相串接以及所述兩個(gè)接收線圈反相串接的連接方式見圖11(a)和圖11(b)。在這個(gè)模型中，如果以圖11(b)所示的兩個(gè)電感線圈作為所述兩個(gè)發(fā)射線圈，那么圖11(a)所示的接收線圈在適當(dāng)?shù)母叨确謩e沿X軸和Y軸方向移動時(shí)的耦合曲線分別如圖12(a)和圖12(b)所示。

從圖12(a)和圖12(b)中可以看出，這個(gè)模型的特點(diǎn)在于Y軸方向的有效工作距離自由度較大，這得益于其工作磁路的特點(diǎn)：因?yàn)檠豗軸發(fā)現(xiàn)的垂直磁路只有一種，不會出現(xiàn)相互交叉現(xiàn)象而造成額外衰減，所以在Y軸方向移動過程中耦合曲線很平坦，工作區(qū)間較寬。

如圖13所示，在這個(gè)模型中，由于所述兩個(gè)接收線圈串聯(lián)連接，并且所述兩個(gè)發(fā)射線圈也是串聯(lián)連接，加上彼此互感，總電感量約為單個(gè)線圈的四倍。

在這個(gè)模型中，所述第一U型磁芯的設(shè)置方式如圖14所示。這樣設(shè)置可以使磁路集中在電感線圈內(nèi)部，極少的漏磁與更高的功率密度適合超大功率高效無線供電傳輸。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈處于同一平面；

所述至少兩個(gè)接收線圈處于同一平面，且所述至少兩個(gè)接收線圈所在平面與所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈所在平面彼此平行。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請的另一個(gè)具體實(shí)施例中，每個(gè)所述發(fā)射線圈所在平面與一個(gè)所述接收線圈平面平行，且所述至少兩個(gè)發(fā)射線圈不處于同一平面。

具體的，在本申請的一個(gè)具體實(shí)施例中，如圖15(a)、圖15(b)和圖 16所示，

所述接收諧振環(huán)由兩個(gè)接收線圈(L21和L22)串聯(lián)或并聯(lián)組成，它們的連接原理見圖15(a)和圖15(b)，所述發(fā)射諧振環(huán)由兩個(gè)發(fā)射線圈(L11和L12)串聯(lián)(圖15(a))或并聯(lián)(圖15(b))組成，其連接原理與所述接收諧振環(huán)相似，本申請?jiān)诖瞬蛔鲑樖觥?gòu)成所述發(fā)射諧振環(huán)的第一電容C1的容量和所述發(fā)射線圈的電感量的乘積，等于構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的第二電容C2 的容量和至少兩個(gè)所述接收線圈的等效電感量的乘積，這個(gè)乘積我們稱之為 LC常數(shù)，即：L1×C1＝L2×C2＝J＝1/ω²，其中，L1為兩個(gè)發(fā)射線圈的等效電感量(串聯(lián)時(shí)L1＝L11+L12，并聯(lián)時(shí)L1＝L11·L12/(L11+L12))，L2為兩個(gè)所述接收線圈的等效電感量(串聯(lián)時(shí)L2＝L21+L22，并聯(lián)時(shí)L2＝L21·L22/(L21+L22))， J表示所述LC常數(shù)，ω表示所述發(fā)射諧振環(huán)或所述接收諧振環(huán)的諧振角頻率。

所述兩個(gè)發(fā)射線圈與所述兩個(gè)接收線圈的位置關(guān)系如圖16所示。

但在本申請的另一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)發(fā)射線圈與所述兩個(gè)接收線圈的位置關(guān)系還可以如圖17所示。

本申請對所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的具體設(shè)置方式以及相對位置并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

在本實(shí)施例中，除了將L21、L22和L23串聯(lián)起來共同接收能量以外，還可以通過旁路L21或旁路L22或旁路L23的方式實(shí)現(xiàn)傳輸功率的分級控制。相應(yīng)的，除了將L11、L12和L13串聯(lián)起來共同發(fā)送能量以外，還可以通過旁路L11 或旁路L12或旁路L13的方式實(shí)現(xiàn)傳輸功率的分級控制。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個(gè)具體優(yōu)選實(shí)施例中，所述第二電容C2由與所述至少兩個(gè)接收線圈數(shù)量相同的子電容構(gòu)成；

每個(gè)所述子電容與一個(gè)所述接收線圈構(gòu)成一個(gè)子諧振環(huán)；

所述子諧振環(huán)之間串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成所述接收諧振環(huán)。

為了更加清楚的對本實(shí)施例進(jìn)行說明，下面以三個(gè)接收線圈為例進(jìn)行說明，如圖18為三個(gè)子諧振環(huán)與全橋整流電路連接后串聯(lián)形成的接收諧振環(huán)，圖20為三個(gè)子諧振環(huán)與全橋整流電路連接后串聯(lián)形成的接收諧振環(huán)的平移耦合曲線，從圖20中可以看出，三個(gè)子諧振環(huán)與全橋整流電路連接后串聯(lián)形成的接收諧振環(huán)在工作區(qū)有接近直線的輸出特性，原因是在所述接收線圈交錯(cuò)時(shí)不同輸出線圈輸出電壓可以疊加，只有發(fā)生在全橋整流電路上的微量損耗；如圖19為三個(gè)子諧振環(huán)與全橋整流電路連接后并聯(lián)形成的接收諧振環(huán)，圖21 為三個(gè)子諧振環(huán)與全橋整流電路連接后并聯(lián)形成的接收諧振環(huán)的平移耦合曲線，從圖21中可以看出，雖然輸出有谷峰的變化，但優(yōu)點(diǎn)是損耗更低，非工作區(qū)輸出線圈完全避開了輸出回路，可以在較大范圍以及傳動設(shè)備的無線供電應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高效的電能傳輸；其中的全橋整流電路用于對所述子諧振環(huán)轉(zhuǎn)換的電壓進(jìn)行整流濾波。

在本實(shí)施例中，這種連接方式能夠大幅提高無線供電的傳輸效率，又可以根據(jù)實(shí)際需要增加工作區(qū)域，遠(yuǎn)離工作區(qū)的線圈減少或完全消除不必要的能量損耗，并且可以通過旁路其中一個(gè)或多個(gè)子諧振環(huán)的方式進(jìn)行輸出功率的分級控制，簡潔并且高效，在移動無線供電中可以凸顯優(yōu)勢。

在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)射線圈為橢圓形線圈或梯形線圈或方形線圈或三角形線圈或半圓形線圈；

所述接收線圈為橢圓形線圈或梯形線圈或方形線圈或三角形線圈或半圓形線圈。

本申請對所述發(fā)射線圈和接收線圈的具體形狀并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

綜上所述，本申請實(shí)施例提供了一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型，其中，所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)彼此耦合且所述發(fā)射諧振環(huán)的諧振頻率與所述接收諧振環(huán)的諧振頻率相同，即所述發(fā)射諧振環(huán)和所述接收諧振環(huán)處于磁共振狀態(tài)下，而處于磁共振狀態(tài)下的發(fā)射諧振環(huán)和接收諧振環(huán)可以提高無線供電過程中的傳輸效率。這是因?yàn)樵陔娔艿臒o線傳輸過程中能量密度S由感應(yīng)電場的電場強(qiáng)度E和磁場強(qiáng)度H 決定(S＝E×H)，而諧振過程則會倍增環(huán)路電流，加強(qiáng)空間中的感應(yīng)電場與磁場，從而大大提升能流密度S，進(jìn)而提升電能在無線傳輸過程中的傳輸效率；并且磁共振能夠很好地吸引并聚集周圍的磁力線從而有效俘獲更多的電磁能量，進(jìn)而進(jìn)一步地提升電能在無線傳輸過程中的傳輸效率。

由于所述發(fā)射諧振環(huán)由第一電容C1和與所述第一電容C1串聯(lián)或并聯(lián)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈構(gòu)成，而LC回路的諧振有益于很好的濾除輸入信號的高次諧波分量，這樣即提高了傳輸效率，又可以減少高頻雜波輻射，降低了對環(huán)境的電磁污染，非常符合現(xiàn)今的綠色環(huán)保理念。

并且由于所述接收諧振環(huán)內(nèi)具有至少兩個(gè)接收線圈，且所述發(fā)射諧振環(huán)內(nèi)具有至少兩個(gè)發(fā)射線圈，使得所述接收諧振環(huán)接收的電能在其內(nèi)部分布均勻且所述發(fā)射諧振環(huán)發(fā)送的電能在其內(nèi)部分布均勻，從而降低發(fā)熱量；并且多個(gè)接收線圈的構(gòu)成使得所述接收諧振環(huán)可感應(yīng)所述發(fā)射諧振環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電場的范圍變大，相應(yīng)的，多個(gè)發(fā)射線圈的構(gòu)成使得所述發(fā)射諧振環(huán)可發(fā)送電能的范圍變大，從而可以降低所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的耦合精度要求，或者說允許的所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的位置誤差增大，降低了所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的設(shè)計(jì)要求。

進(jìn)一步的，在所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的實(shí)際應(yīng)用過程中，可以通過將構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的至少兩個(gè)接收線圈中的一個(gè)或多個(gè)接收線圈旁路的方式進(jìn)行單個(gè)接收線圈工作狀態(tài)的切換，或者還可以通過將構(gòu)成所述發(fā)射諧振環(huán)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射線圈以旁路的方式進(jìn)行單個(gè)發(fā)射線圈工作狀態(tài)的切換，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的分級控制，進(jìn)而使得所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的適用范圍更加廣泛。

相應(yīng)的，本申請實(shí)施例還提供了一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)，包括：無線供電發(fā)射器和無線供電接收器；其中，所述無線供電發(fā)射器和無線供電接收器中設(shè)置有如上述任一實(shí)施例所述的點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型。

需要說明的是所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的發(fā)射諧振環(huán)設(shè)置于所述無線供電發(fā)射器中；所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的接收諧振環(huán)設(shè)置于所述無線供電接收器中。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本申請的一個(gè)實(shí)施例提供了一種具體的無線供電發(fā)射器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖22所示，市電220V交流的經(jīng)過整流電路得到脈沖直流電，然后以較小的電容濾波旁路對發(fā)射工作頻率進(jìn)行退耦，而不對波動電壓進(jìn)行處理，直接供給所述發(fā)射諧振環(huán)(圖22中未示出)；這種結(jié)構(gòu)的無線供電發(fā)射器的功率因數(shù)比較好，可以由于0.95，并且電路簡單成本低廉，適合中小功率(500W以下)要求較低的無線供電設(shè)備，如照明以及發(fā)熱電器等。圖23(a)和圖23(b)分別為本實(shí)施例中所述無線供電發(fā)射器中的直流供電波形與發(fā)送輸出波形的示意圖。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本申請的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種具體的無線供電發(fā)射器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖24所示，在圖22的基礎(chǔ)上增加了PFC電子功率因數(shù)校正電路，經(jīng)過校正以后的直流電壓平穩(wěn)，又有很好的功率因數(shù)。這將會提高所述無線供電發(fā)射器的整體成本，但是工作性能優(yōu)良，適合要求較高的供電設(shè)備以及大功率的無線傳輸。如圖25(a)和圖25(b)分別為本實(shí)施例中所述無線供電發(fā)射器中的直流供電波形與發(fā)送輸出波形的示意圖。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本申請的又一個(gè)實(shí)施例提供了一種具體的無線供電發(fā)射器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖26所示，在本實(shí)施例中，所述無線供電發(fā)射器適用于更大功率(5KW以上)的無線供電傳輸，因?yàn)槭须娨巡蛔阋詽M足更高的功率負(fù)載要求，這時(shí)可以從三相工業(yè)電網(wǎng)獲取更強(qiáng)大的電力資源。如圖 27(a)和圖27(b)分別所示，經(jīng)過整流后的直流波動不大，較小的電容濾波就能滿足要求，但對發(fā)送工作頻率要有足夠的退耦。

根據(jù)傳輸功率的大小，將所述無線供電發(fā)射器的輸出占空比應(yīng)該設(shè)置在適合位置，如圖28所示，負(fù)載較大時(shí)對應(yīng)需要較大的占空比率。當(dāng)占空比超過一定值時(shí)接收功率將不再增加(這跟諧振特性有關(guān))，而空載損耗會逐漸變大。在發(fā)射端所述發(fā)射諧振環(huán)的內(nèi)部能量不急是靠發(fā)射電路脈沖的前沿部分來提供的，當(dāng)脈寬足夠時(shí)繼續(xù)增加脈沖寬度則會對輸出功率沒有貢獻(xiàn)。所以實(shí)際應(yīng)用中占空比設(shè)在比輸出功率最大值時(shí)對于的占空比略大一點(diǎn)的位置處即可，當(dāng)然還要兼顧市電變化范圍。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本申請的一個(gè)實(shí)施例提供了一種具體的無線供電接收器的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例提供的所述無線供電接收器適用于中小功率，采用如圖29所示的半橋結(jié)構(gòu)即可滿足要求，所述接收諧振環(huán)(圖29中未示出)的一端連接半橋輸出端，另一端接在兩個(gè)串聯(lián)的濾波電容的中間即可。

在更大功率的時(shí)候可以使用全橋結(jié)構(gòu)的無線供電接收器，如圖30所示，這樣輸出電壓幅值可以加倍，滿足更高的輸出功率要求。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)還包括應(yīng)答碼發(fā)送裝置和多個(gè)識別碼發(fā)送裝置；其中，

所述多個(gè)識別碼發(fā)送裝置的數(shù)量與所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的發(fā)射線圈數(shù)量相同，且每個(gè)所述識別碼發(fā)送裝置與一個(gè)所述發(fā)射線圈綁定，用于發(fā)送識別碼，并在接收到所述應(yīng)答碼發(fā)送裝置發(fā)送的應(yīng)答碼后控制與其綁定的發(fā)射線圈開始工作；

所述應(yīng)答碼發(fā)送裝置與所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的接收線圈綁定，用于在接收到所述識別碼后發(fā)送應(yīng)答碼。

如圖31所示(以三個(gè)所述發(fā)射線圈L11、L12和L13構(gòu)成的發(fā)射諧振環(huán)為例，且圖31中僅示出了所述接收諧振環(huán)中的一個(gè)接收線圈)，在本實(shí)施例中，與所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的發(fā)射諧振環(huán)中的每個(gè)發(fā)射線圈綁定的識別碼發(fā)送裝置可以通過向外發(fā)送識別碼的方式掃描所述接收諧振環(huán)中的接收線圈L2的位置，當(dāng)最靠近所述接收線圈L2的發(fā)射線圈接收到與所述接收線圈L2綁定的應(yīng)答碼發(fā)送裝置發(fā)送的應(yīng)答碼后建立傳輸鏈接(即接收到所述應(yīng)答碼的識別碼發(fā)送裝置控制與其綁定發(fā)射線圈開始工作)，從而開始無線供電的傳輸。通過這種方式可以讓處于最佳位置的發(fā)射線圈工作，可以形成最佳的電能收發(fā)鏈路，既能擴(kuò)大所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)的工作區(qū)域范圍，又可以提高傳輸效率。

所述識別碼發(fā)送裝置發(fā)送的識別碼以及所述應(yīng)答碼發(fā)送裝置發(fā)送的應(yīng)答碼均可以通過載波的方式實(shí)現(xiàn)，例如紅外線、藍(lán)牙以及Wi-Fi等，本申請對此并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

綜上所述，本申請實(shí)施例提供了一種點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型及點(diǎn)對點(diǎn)無線供電系統(tǒng)，其中，所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型中的發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)彼此耦合且所述發(fā)射諧振環(huán)的諧振頻率與所述接收諧振環(huán)的諧振頻率相同，即所述發(fā)射諧振環(huán)和所述接收諧振環(huán)處于磁共振狀態(tài)下，而處于磁共振狀態(tài)下的發(fā)射諧振環(huán)和接收諧振環(huán)可以提高無線供電過程中的傳輸效率。這是因?yàn)樵陔娔艿臒o線傳輸過程中能量密度S由感應(yīng)電場的電場強(qiáng)度E和磁場強(qiáng)度H決定(S＝E×H)，而諧振過程則會倍增環(huán)路電流，加強(qiáng)空間中的感應(yīng)電場與磁場，從而大大提升能流密度S，進(jìn)而提升電能在無線傳輸過程中的傳輸效率；并且磁共振能夠很好地吸引并聚集周圍的磁力線從而有效俘獲更多的電磁能量，進(jìn)而進(jìn)一步地提升電能在無線傳輸過程中的傳輸效率。

由于所述發(fā)射諧振環(huán)由第一電容C1和與所述第一電容C1串聯(lián)或并聯(lián)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈構(gòu)成，而LC回路的諧振有益于很好的濾除輸入信號的高次諧波分量，這樣即提高了傳輸效率，又可以減少高頻雜波輻射，降低了對環(huán)境的電磁污染，非常符合現(xiàn)今的綠色環(huán)保理念。

并且由于所述接收諧振環(huán)內(nèi)具有至少兩個(gè)接收線圈，且所述發(fā)射諧振環(huán)內(nèi)具有至少兩個(gè)發(fā)射線圈，使得所述接收諧振環(huán)接收的電能在其內(nèi)部分布均勻且所述發(fā)射諧振環(huán)發(fā)送的電能在其內(nèi)部分布均勻，從而降低發(fā)熱量；并且多個(gè)接收線圈的構(gòu)成使得所述接收諧振環(huán)可感應(yīng)所述發(fā)射諧振環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電場的范圍變大，相應(yīng)的，多個(gè)發(fā)射線圈的構(gòu)成使得所述發(fā)射諧振環(huán)可發(fā)送電能的范圍變大，從而可以降低所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的耦合精度要求，或者說允許的所述發(fā)射諧振環(huán)與所述接收諧振環(huán)的位置誤差增大，降低了所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的設(shè)計(jì)要求。

進(jìn)一步的，在所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的實(shí)際應(yīng)用過程中，可以通過將構(gòu)成所述接收諧振環(huán)的至少兩個(gè)接收線圈中的一個(gè)或多個(gè)接收線圈旁路的方式進(jìn)行單個(gè)接收線圈工作狀態(tài)的切換，或者還可以通過將構(gòu)成所述發(fā)射諧振環(huán)的至少兩個(gè)發(fā)射線圈中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射線圈以旁路的方式進(jìn)行單個(gè)發(fā)射線圈工作狀態(tài)的切換，從而實(shí)現(xiàn)輸出功率的分級控制，進(jìn)而使得所述點(diǎn)對點(diǎn)無線供電線圈耦合模型的適用范圍更加廣泛。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。