专利名称：一种无线电能传输装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电磁场技术领域，特别是涉及无线电能传输装置。本发明可用于在人体内工作的医疗电子器械，如胶囊内窥镜、植入式电刺激器等。
背景技术：
“无线电能传输”是利用一种特殊设备将电源的电能转变为可无线传播的能量，在 接收端又将此能量转变回电能，从而对用电器无线供电。传统的无线电能传输通常采用如下两项技术。(I)电磁感应原理。将两个线圈放置于邻近位置上，当电流在一个线圈中流动时，所产生的磁通量成为媒介，导致另一个线圈中也产生电动势。(2)电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理，和收音机原理基本相同。这两项技术的局限性在于无法在较远的距离内获得较高的能量传输效率。近年来，由麻省理工学院提出的强耦合磁谐振(StronglyCoupled Magnetic Resonances)理论,初步解决了“无线电能传输”无法兼顾远距离和高效率的问题，但基于此理论的无线能量传输系统，通常采用几何尺寸较大且相同的发射和接收线圈，难以用于在人体内工作的医疗电子器械中。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种无线电能传输装置，它采用磁谐振原理，增大了能量传输的距离。本发明包括发射装置和接收装置，所述发射装置包括能量产生电路、两组或两组以上能量激励线圈和能量发射线圈，所述能量发射线圈数量和能量激励线圈的数量相同，所述能量发射线圈置于能量激励线圈之间，并与能量激励线圈平行并列放置，所述多个能量激励线圈作为整体和能量产生电路串联连接，所述能量发射线圈为两组时，分置于接收装置两侧，所述能量发射线圈为三组或更多时，分置于接收装置周围，且能量发射线圈与接收装置的能量接收线圈平行并列设置。所述的接收装置包括能量接收线圈、能量恢复线圈和能量恢复电路，所述能量恢复线圈和能量恢复电路连接，能量接收线圈和能量恢复线圈平行并列设置。所述的能量接收线圈并联有电容。所述的能量发射线圈并联有电容。所述能量激励线圈是两个或两个以上并联的、尺寸相同或不同的金属线圈。所述的能量产生电路所产生的能量信号的频率、能量发射线圈的电学谐振频率、能量接收线圈的电学谐振频率相同。本发明中所述能量激励线圈也可以由两个或两个以上串联的、尺寸相同或不同的金属线圈组成。本发明具有如下优点
I.本发明的能量激励线圈采用同一个能量产生电路，避免了不同能量产生电路需要同步的问题。2.本发明的一个能量激励线圈和一个能量发射线圈为一组，采用两组或两组以上并联，在两组或两组以上能量发射线圈之间能够产生较强且较均匀的磁场，有效增大了能量传输的距离。与单组能量激励线圈和能量发射线圈相比，在较远距离时，在相同距离的前提下，该结构的线圈可以增大能量传输的效率；在保持能量传输效率不变的前提下，该结构的线圈可以有效增大能量传输的距离。如果能量发射线圈和能量接收线圈的电学谐振频率相同，则不需要在能量发射线圈和能量接收线圈上并联电容，否则，需要在能量发射线圈和能量接收线圈上分别并联有电容，使两者的电学谐振频率相同。3.本发明的能量接收线圈和能量恢复线圈尺寸小于能量激励线圈和能量发射线圈，适用于胶囊内窥镜、植入式电刺激器等医疗电子器械的无线电能传输装置。
图I为本发明的结构框图。图2为本发明能量激励线圈并联的结构示意图。图3为本发明能量激励线圈串联的结构示意图。
图中1.能量激励线圈，2.能量发射线圈，3.能量接收线圈，4.能量恢复线圈。
具体实施例方式下面结合实施例及附图详细说明本发明。实施例I :如图I所示，本发明包括发射装置和接收装置，如图I、图2所示，所述发射装置包括能量产生电路、两组或两组以上能量激励线圈I和能量发射线圈2，所述能量发射线圈2数量和能量激励线圈I的数量相同，所述能量发射线圈2分别和能量激励线圈I平行并列放置，并位于能量激励线圈I之间，所述能量激励线圈I和能量产生电路串联连接，所述能量发射线圈2为两组时，分别置于接收装置两侧，所述能量发射线圈2为三组或更多时，分置于接收装置周围，本例选用两组能量激励线圈I和能量发射线圈2 ;且能量发射线圈2与接收装置的能量接收线圈3平行并列设置。本例所述接收装置包括能量接收线圈3、能量恢复线圈4和能量恢复电路，所述能量恢复线圈4和能量恢复电路连接，能量接收线圈3和能量恢复线圈4平行并列设置，所述能量恢复电路采用现有的常规整流稳压电路。本例为使能量发射线圈2和能量接收线圈3的电学谐振频率相同，或者利用能量发射线圈2和能量接收线圈3本身的寄生电容，或者在所述的能量发射线圈2和能量接收线圈3分别并联电容。本例所述的能量产生电路可以是各种振荡器和功率放大器连接构成，其所产生的能量信号的频率、能量发射线圈2的电学谐振频率、能量接收线圈3的电学谐振频率相同。所述能量激励线圈I由两个或两个以上并联的、尺寸相同或不同的金属线圈组成，且多个线圈作为整体和能量产生电路并联在同一回路中。能量产生电路产生固定频率的能量信号，如正弦波信号。其信号的频率等于能量发射线圈2的电学谐振频率。此频率也是能量接收线圈3的电学谐振频率。整个系统工作时，能量发射线圈2和能量接收线圈3发生磁谐振，以较高的效率传递能量。实施例2 :本例与实施例I整体结构相同，不同的是如图3所示，本例中所述发射装置的能量激励线圈I是两个或两个以上串联的、尺寸相同或不同的金属线圈。所述能量发射线圈2为两组或两组以上，当为两组时，分别置于能量接收线圈3的两侧，所述能量发射线圈2为三组或更多时，分置于能量接收线圈3周围。本例选用两组能量激励线圈I和能量发射线圈2。权利要求
1.一种无线电能传输装置，包括发射装置和接收装置，其特征在于所述发射装置包括能量产生电路、两组或两组以上能量激励线圈和能量发射线圈，所述能量发射线圈数量和能量激励线圈的数量相同，所述能量发射线圈置于能量激励线圈之间，并与能量激励线圈平行并列放置，所述多个能量激励线圈作为整体和能量产生电路串联连接，所述能量发射线圈为两组时，分置于接收装置两侧，所述能量发射线圈为三组或更多时，分置于接收装置周围，且能量发射线圈与接收装置的能量接收线圈平行并列设置。
2.根据权利要求I所述无线电能传输装置，其特征在于所述的接收装置包括能量接收线圈、能量恢复线圈和能量恢复电路，所述能量恢复线圈和能量恢复电路连接，能量接收线圈和能量恢复线圈平行并列设置。
3.根据权利要求2所述无线电能传输装置，其特征在于所述的能量接收线圈并联有电容。
4.根据权利要求I所述无线电能传输装置，其特征在于所述的能量发射线圈并联有电容。
5.根据权利要求I所述无线电能传输装置，其特征在于所述能量激励线圈由两个或两个以上并联的、尺寸相同或不同的金属线圈组成。
6.根据权利要求I所述无线电能传输装置，其特征在于所述能量激励线圈是两个或两个以上串联的、尺寸相同或不同的金属线圈。
7.根据权利要求I所述无线电能传输装置，其特征在于所述的能量产生电路所产生的能量信号的频率、能量发射线圈的电学谐振频率、能量接收线圈的电学谐振频率相同。
全文摘要
一种无线电能传输装置，属于电磁场技术领域。包括发射装置和接收装置，所述发射装置包括能量产生电路、两组或两组以上能量激励线圈和能量发射线圈，所述能量发射线圈数量和能量激励线圈的数量相同，所述能量发射线圈置于能量激励线圈之间，并与能量激励线圈平行并列放置，所述多个能量激励线圈作为整体和能量产生电路串联连接，所述能量发射线圈为两组时，分置于接收装置两侧，所述能量发射线圈为三组或更多时，分置于接收装置周围，且能量发射线圈与接收装置的能量接收线圈平行并列设置。本发明在能量发射线圈间产生较强的磁场，有效增大能量传输的距离。在相同距离时，增大能量传输的效率；在能量传输效率不变时，增大能量传输的距离。
文档编号H02J17/00GK102738906SQ201110096520
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者方学林, 李洪谊, 李贵阳 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所