CN105656218A - 感量可调节的无线供电发射、接收线圈 - Google Patents

Abstract

本发明属于无线供电领域，尤其涉及感量可调节的无线供电发射、接收线圈。其包括磁通层、移动绕组，其中，移动绕组可垂直于磁通层移动，移动绕组与磁通层之间存在间距，当移动绕组移动靠近磁通层时，移动绕组两端的电感量增大，当移动绕组移动远离磁通层时，移动绕组两端的电感量减少。本发明通过简单的结构调整感量，解决了在设计单线圈兼容多种无线电能传输标准的装置过程中，谐振电感量连续调节的技术问题。

Description

感量可调节的无线供电发射、接收线圈

技术领域

本发明属于无线供电领域，尤其涉及感量可调节的无线供电发射、接收线圈。

背景技术

当前无线电能传输设备都是使用固定感量的发射、接收电感线圈，其优点是在专用设计的发射与接收设备下，电能传输效率高；然而即使当前小功率无线电能传输具有多种无线传输标准的，且已经存在同时兼容不同无线供电标准的芯片，但因谐振因素不同，使用兼容性方案的设备必须配备根据不同标准设计的多种线圈，否则只能顾及其中的部分标准，其余标准的电能传输效率非常低。

在电磁共振式的无线电能传输方案中，传输功率和效率都和谐振效果有关，调谐的方法可以是调整频率、调整谐振电容容量、调整收发端电感线圈的电感量，灵活调整电感量的发射、接收电感线圈可以设计出更灵活的调谐方案。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供的感量可调节的无线供电发射、接收线圈，可以根据电能传输的需要，用机械控制机构自动或手动调整电感量，配合同时调整的电容量，以达到最好的电磁能的发射或接收效率的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供感量可调节的无线供电发射、接收线圈，其特殊之处在于：包括磁通层A、移动绕组C，其中，移动绕组C可垂直于磁通层A移动，移动绕组C与磁通层A之间存在间距，当移动绕组C移动靠近磁通层A时，移动绕组C两端的电感量增大，当移动绕组C移动远离磁通层时，移动绕组C两端的电感量减少。

进一步地，在移动绕组C的基础上，增加固定绕组B、导线D，其中，导线D将固定绕组B的末端与移动绕组C的首端连接，固定绕组B紧贴并固定在磁通层A上，移动绕组C与磁通层A之间存在间距，移动绕组C在与磁通层A垂直的范围内移动，以此调节绕组B的首端和移动绕组C末端间的电感量。

进一步地，固定绕组B、移动绕组C、导线D由多段电导体分别连接而成，或同一条电导体制作而成。

进一步地，所述发射或接收线圈为平面线圈，平面线圈选用空心或单面固定于磁性材料。

本发明与现有技术相比，其有益之处在于：本发明通过简单的结构调整感量，解决了在单线圈兼容多种无线电能传输标准的装置以及电磁共振式无线电能传输的装置，发射、接收电感线圈电感量连续调节的技术问题。

附图说明

图1是本发明结构前视图；

图2是本发明结构俯视图；

图3是本发明扩展结构前视图；

图4是本发明扩展结构俯视图；

图5是本发明具体实施方案右视图；

图6是本发明具体实施方案斜视图。

标记说明：A、磁通层，B、固定绕组，C、移动绕组，D、导线，E、面板，F、步进电机，G、螺杆，H、底座，I、连接线，J、控制模块。

具体实施方式

当前无线电能传输设备所使用的发射或接收线圈，主要为平面线圈，而平面线圈又分为空心和单面固定于磁性材料两种。本发明的特点在于能通过调整线圈和导磁材料的间距调整电磁谐振的电感量。以下参照附图1至附图6，给出本发明的具体实施方式，用来对本发明做进一步说明。

实施例1：

在本实施例1中，如图1至图2，磁通层A选取导磁材料，移动绕组C不固定于磁通层A，根据电磁特性，紧贴于导磁材料的线圈电感量比远离导磁材料的电感量大，通过调整磁通层A和移动绕组C的垂直间距，达到改变电感量的目的。

当移动绕组C移动靠近磁通层A时，移动绕组C两端的电感量增大，当移动绕组C移动远离磁通层时，移动绕组C两端的电感量减少。

本实施例提供的结构既可以在发射端用做发射线圈，也可以在接收端用做接收线圈。

实施例2：

为了获得更好的能量接收和磁场屏蔽效果，对实施例1提供的结构可进行扩展，如图3至图4。

扩展的结构包括：导磁材料做成的磁通层A，紧贴并固定于磁通层A的固定绕组B，可以在一定的垂直范围内移动的移动绕组C，以及连接固定绕组B与移动绕组C的导线D。

固定绕组B、移动绕组C、导线D可由同一条金属导线形成，也可由不同导线绕成后连接；在本实施例2中固定绕组B、移动绕组C、导线D为分段式连接，导线D将固定绕组B的末端与移动绕组C的首段连接。

固定绕组B紧贴并固定于磁通层A保障电磁场的发射或接收，同时减少漏磁的现象。移动绕组C根据其与磁通层A的间隔距离变化，在垂直范围内移动，以此来改变固定绕组B、移动绕组C、导线D整体的电感量。

本实施例提供的结构既可以在发射端用做发射线圈，也可以在接收端用做接收线圈。

实施例3：

在本实施例中给出基于实施例2扩展结构的具体应用。

将感量可调节的无线供电发射、接收线圈应用在无线供电领域的大中小功率设备中，本实施例以汽车无线充电领域的无线充电桩为例，进行具体实施的说明。

实施方案如下：

在当前汽车无线充电桩有多种可行的频率范围，不同公司研发的充电桩可能使用不同的频率，为了使电动汽车能适配不同的无线充电桩，除了通信方面的兼容外，最重要的就是需要一个能根据不同充电频率调整谐振特性的接收电感线圈；根据谐振连接方式不同，需要同时调整线圈与配合的电容量。

本实施例在具体的应用结构中，包括固定底座H、面板E、固定于固定底座H的线圈结构、传动机构，以及通过连接线I与线圈结构和传动机构相连的控制模块J。

线圈结构包括磁通层A、固定绕组B、移动绕组C、导线D；磁通层A固定在固定底座H的上表面，固定绕组B紧贴并固定在磁通层A上，移动绕组C与磁通层A之间存在间距，移动绕组C固定于面板E上，并在与磁通层A垂直的范围内移动，导线D将固定绕组B的末端与移动绕组C的首段连接。在本发明中固定绕组B、移动绕组C均为线圈。

所述传动机构包括螺杆G、带动螺杆G移动的步进电机F；在固定底座H的上表面两端均设置有螺杆G，面板E通过两端的螺杆G固定在线圈结构的上方；在固定底座H的下表面两端均设置有步进电机F，这样可以保证移动绕组C的线圈平面位置与固定绕组B相平行。

上述步进电机F也可以不设在固定底座H的下表面，由步进电机F直接连接带动螺杆G移动，从而实现磁通层A与移动绕组C的相对移动，实现电感量的调整。

上述传动机构的步进电机F也可以采用人工代替进行调节移动。

在本实施例的结构中，磁通层A位于固定底座H的上表面两端螺杆G之间，面板E被两端的螺杆G固定在移动绕组C正上方，连接线I通过移动绕组C与线圈结构相连，面板E采用不导电不导磁材料。

在具体使用的过程中，当需要增加电感量时，控制模块J驱动步进电机F，使固定绕组B接近磁通层A；当需要减少电感量时，控制模块驱动步进电机使固定绕组B远离磁通层A。这样的控制方式，可在一定范围内调整本实施例的电感量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.感量可调节的无线供电发射、接收线圈，其特征在于：包括磁通层（A）、移动绕组（C），其中，移动绕组（C）可垂直于磁通层（A）移动，移动绕组（C）与磁通层（A）之间存在间距，当移动绕组（C）移动靠近磁通层A时，移动绕组（C）两端的电感量增大，当移动绕组（C）移动远离磁通层时，移动绕组（C）两端的电感量减少。

2.如权利要求1所述的感量可调节的无线供电发射、接收线圈，其特征在于：在移动绕组（C）的基础上，增加固定绕组（B）、导线（D），其中，导线（D）将固定绕组（B）的末端与移动绕组（C）的首端连接，固定绕组（B）紧贴并固定在磁通层（A）上，移动绕组（C）与磁通层（A）之间存在间距，移动绕组（C）在与磁通层（A）垂直的范围内移动。

3.如权利要求1或2所述的感量可调节的无线供电发射、接收线圈，其特征在于：

固定绕组（B）、移动绕组（C）、导线（D）由多段电导体分别连接而成，或同一条电导体制作而成。

4.如权利要求3所述的感量可调节的无线供电发射、接收线圈，其特征在于：

所述发射或接收线圈为平面线圈，平面线圈选用空心或单面固定于磁性材料。