本發(fā)明屬于無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效無線電能傳輸線圈聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前無線電能傳輸技術(shù)中常用的線圈，主要分為兩種結(jié)構(gòu)，一種是螺旋形結(jié)構(gòu)線圈，另一種是渦狀結(jié)構(gòu)線圈。螺旋形結(jié)構(gòu)線圈主要用于傳輸距離較遠(yuǎn)的無線電能傳輸系統(tǒng)，渦狀結(jié)構(gòu)線圈主要用于距離較近的無線電能傳輸系統(tǒng)。渦狀結(jié)構(gòu)線圈相對于螺旋形結(jié)構(gòu)線圈，在傳輸相同電能的情況下，體積減小，但聚磁作用弱，向外輻射的磁場多，傳輸效率低。實際運(yùn)用時為了提高傳輸效率，增強(qiáng)聚磁，減小電磁輻射，通常需要對渦狀線圈加裝聚磁和屏蔽結(jié)構(gòu)。

常用的磁屏蔽結(jié)構(gòu)為由高導(dǎo)磁材料制成的一塊完整屏蔽板，完整的覆蓋在渦狀線圈非能量傳輸?shù)囊粋?cè)。這個屏蔽結(jié)構(gòu)笨重，且未充分利用導(dǎo)磁材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高效無線電能傳輸線圈聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高效無線電能傳輸線圈聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)，采用高導(dǎo)磁率低電導(dǎo)率材料制備，包括底部，底部帶凸緣和中心凸起，底部、凸緣和中心凸起的中心軸重合；凸緣的形狀與無線電能傳輸線圈外緣的形狀匹配，中心凸起的形狀與無線電能傳輸線圈內(nèi)緣的形狀匹配，凸緣和中心凸起的尺寸要使得無線電能傳輸線圈可嵌入凸緣和中心凸起間，凸緣和中心凸起的高度均高于無線電能傳輸線圈厚度；所述的底部由若干小板構(gòu)成，若干小板位于同一平面，均勻分布于中心凸起周圍，且均指向中心凸起，各小板的一端連接中心凸起外側(cè)，另一端連接凸緣內(nèi)側(cè)；所述的高導(dǎo)磁率低電導(dǎo)率材料為相對磁導(dǎo)率不小于100μ0的半導(dǎo)體材料，μ0表示真空磁導(dǎo)率。

進(jìn)一步的，小板呈扇形、矩形或梯形。

進(jìn)一步的，凸緣和中心凸起同時呈圓形或圓角方形。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果：

(1)在減少磁場向外泄露的同時，還可以約束磁場方向，使盡可能多的磁場參與無線電能傳輸過程中。

(2)在保證屏蔽效果的條件下，還可減少屏蔽材料用量，減輕屏蔽結(jié)構(gòu)重量，降低屏蔽結(jié)構(gòu)的成本，有利于無線電能傳輸技術(shù)的廣泛運(yùn)用。

附圖說明

圖1為加裝聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)的渦狀線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示渦狀線圈的截面示意圖；

圖3為圖1所加裝的聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖4～6為不同的聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖中，101-渦狀線圈，102-聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)，2010-中心凸起，2020-凸緣，2030-底部，2040-小板。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步具體的說明。

圖1所示為加裝聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)的渦狀線圈的結(jié)構(gòu)示意圖，聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102包括中心凸起2010、凸緣2020和底部2030，底部2030由若干小板2040構(gòu)成，若干小板2040位于同一平面，均勻分布于中心凸起2010周圍，且均指向中心凸起2010，各小板2040的一端連接中心凸起2010外側(cè)，另一端連接凸緣2020內(nèi)側(cè)。渦狀線圈101利用導(dǎo)線由內(nèi)層開始，在平面內(nèi)按照特定形狀沿著順時針或逆時針方向繞制，相鄰導(dǎo)線間隔一定距離，并保持絕緣狀態(tài)。將渦狀線圈101嵌入聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102的中心凸起2010和凸緣2020間，聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102可完全包覆渦狀線圈101進(jìn)行能量傳輸?shù)拿?。凸?020和中心凸起2010的形狀與渦狀線圈101的形狀匹配，且凸緣2020和中心凸起2010的尺寸要使得渦狀線圈101可嵌入凸緣2020和中心凸起2010間。具體的，凸緣2020的形狀與渦狀線圈101外緣的形狀匹配，中心凸起2010的形狀與渦狀線圈101內(nèi)緣的形狀匹配。

圖2所示為圖1所示渦狀線圈的截面示意圖，圖中，渦狀線圈101位于聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102上方，渦狀線圈101下表面距聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102底部2030上表面1mm，渦狀線圈101和聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102的中心軸重合。

圖3為圖1所加裝的聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)的俯視圖，本具體實施方式中，聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102的中心凸起2010為半徑20mm、高度5mm的圓柱體結(jié)構(gòu)，底部2030由6塊扇形的小板2040構(gòu)成，小板2040的厚度為2mm，內(nèi)半徑為20mm，外半徑為97mm，圓心角為20°。6塊扇形的小板2040圍繞中心凸起2010均勻分布，相鄰小板2040間夾角為40°，小板2040下底面與中心凸起2010下底面位于同一平面。凸緣2020是內(nèi)半徑為97mm、外半徑為100mm、高度為5mm、截面為矩形的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。中心凸起2010、凸緣2020、底部2030的下表面位于同一平面，且中心凸起2010、凸緣2020和底部2030的中心軸重合，構(gòu)成一個整體。

圖4所示聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)，本具體實施方式中，該聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)的中心凸起2010是半徑20mm、高度5mm的圓柱體結(jié)構(gòu)。底部2030由6塊矩形的小板2040構(gòu)成，各小板2040的厚度為2mm，寬度為10mm，長度為77mm，小板2040與中心凸起2010、凸緣2020連接的邊呈弧形，弧度分別與中心凸起2010的外側(cè)、凸緣2020的內(nèi)側(cè)匹配。小板2040與中心凸起2010連接的弧形邊，其半徑為20mm；小板2040與凸緣2020連接的弧形邊，其半徑為97mm。6塊小板2040在同一平面上相隔相同角度圍繞中心凸起2010分布。凸緣2020為內(nèi)半徑為97mm、外半徑為100mm、高度為5mm、截面為矩形的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。中心凸起2010、凸緣2020、底部2030的下表面位于同一平面，且中心凸起2010、凸緣2020和底部2030的中心軸重合，構(gòu)成一個整體。

圖5所示聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)，本具體實施方式中，該聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102的中心凸起2010是半徑為20mm、高度為5mm的圓柱體結(jié)構(gòu)。底部2030由6塊小板2040構(gòu)成，小板2040的厚度為2mm，長度77mm。小板2040與中心凸起2010、凸緣2020連接的邊呈弧形，弧度分別與中心凸起2010的外側(cè)、凸緣2020的內(nèi)側(cè)匹配。小板2040與中心凸起2010連接的弧形邊，其半徑為20mm，弧長為12mm；小板2040與凸緣2020連接的弧形邊，其半徑為97mm，弧長為10mm。6塊小板2040在同一平面上相隔相同角度圍繞中心凸起2010分布。凸緣2020是內(nèi)半徑為97mm、外半徑為100mm、高度為5mm、截面為矩形的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。中心凸起2010、凸緣2020、底部2030的下表面位于同一平面，且中心凸起2010、凸緣2020和底部2030的中心軸重合，構(gòu)成一個整體。

圖6所示聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)，本具體實施方式中，該聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)102的中心凸起2010為邊長40mm、圓角半徑2mm、高度5mm的方柱體結(jié)構(gòu)。底部2030由8塊矩形的小板2040構(gòu)成，小板2040的厚度為2mm、寬度為10mm，其中，4塊小板2040的兩端分別與中心凸起2010外側(cè)直邊和凸緣2020內(nèi)側(cè)直邊連接，該4塊小板2040的長度為77mm。另4塊小板2040的兩端分別與中心凸起2010外側(cè)弧形邊和凸緣2020內(nèi)側(cè)弧形邊連接。8塊小板2040在同一平面上相隔相同角度圍繞中心凸起2010分布。凸緣2020為外邊長100mm、內(nèi)邊長97mm、圓角半徑4mm、厚度5mm、截面為矩形的方環(huán)結(jié)構(gòu)。中心凸起2010、凸緣2020、底部2030的下表面位于同一平面，且中心凸起2010、凸緣2020和底部2030的中心軸重合，構(gòu)成一個整體。

本發(fā)明聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)的材料根據(jù)實際需求選取，本具體實施中聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)的材料采用相對磁導(dǎo)率為2500的錳鋅鐵氧體，但不限于此。

使用時，將本發(fā)明聚磁屏蔽結(jié)構(gòu)安裝于無線電能傳輸線圈(即渦狀線圈)未進(jìn)行能量傳輸?shù)囊粋?cè)，與渦狀線圈間存在空隙，并處于絕緣狀態(tài)。