一种大功率无线充电线圈结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大功率无线充电线圈结构。它包括多个绕组方向一致、匝数一致、结构和面积均一致的发射线圈，各个所述发射线圈中至少有一组平行边，相邻的发射线圈的平行边之间贴合布置，各个发射线圈接入相位一致且强度一致的交流电，还包括能够完全覆盖所有发射线圈的接收线圈，接收线圈能够汇聚接收发射线圈共同发射的能量。采用上述的结构后，使多个发射线圈并联时发出的磁场方向一致的磁场，从而能被一个接收线圈接收，实现用多个功率较小无线发射器通过并联的方式产生更大的功率，突破单个无线发射器的功率限制，从而使无线充电功率得到大幅度提高，在减轻单个发射线圈功率压力的同时，总的无线充电功率可以大幅度提高。

A high power wireless charging coil structure

The utility model discloses a high-power wireless charging coil structure. The utility model comprises a plurality of transmitting coils with the same winding direction, the same number of turns, the same structure and the same area. Each transmitting coil has at least a group of parallel sides, and the parallel sides of the adjacent transmitting coils are arranged in a close manner. Each transmitting coil is connected to an alternating current with the same phase and the same strength, and also comprises a receiving coil which can completely cover all the transmitting coils. The receiving coil can Gather the energy emitted by the receiving and transmitting coils. After the above structure is adopted, the magnetic field with the same direction will be generated when multiple transmit coils are connected in parallel, so that it can be received by one receive coil, so that more power can be generated by multiple wireless transmitters with smaller power through parallel connection, breaking through the power limit of a single wireless transmitter, so that the wireless charging power can be greatly improved, and the power of a single transmit coil can be reduced At the same time, the total wireless charging power can be greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种大功率无线充电线圈结构
本技术涉及一种充电线圈结构，具体的说是一种大功率无线充电线圈结构。
技术介绍
在无线充电结构中，一个发射线圈同时只能对应一个接收线圈，一个发射线圈发出的磁场能量也只能被一个接收线圈接收，单个发射线圈的最大功率决定了整个无线充电装置的最大功率，虽然有些手机是三线圈或多线圈结构，但工作时仍然是只能一个线圈工作，做不到一个接收线圈同时接收多个线圈发出的磁场能量；在电动汽车无线充电应用中，同样也是只能一个接收线圈只能接收一个发射线圈发出的磁场能量，不能一个线圈同时汇聚接收多个发射线圈的磁场能量；这样就带来一个目前常规的问题，无线充电的最大充电功率受到单个发射线圈发射能力限制，无线充电的最大功率很难达到有线充电的最大功率；特别是大功率无线充电装置，依靠单个无线发射线圈实现较大功率的无线充电，非常困难，比如通过单个线圈实现50KW以上功率的无线充电，技术难度非常高，也无法保证工作稳定性。当需要进行大功率无线传输时，对发射线圈的要求很高。由于无线传输采用高频率的交流电，高频率的交流电在导线中传输时，会出现趋肤效应，随频率越高，趋肤效应越严重，造成高频率的交流电在导线中传输时，只在导线的表面起到导电作用，造成普通导线对于高频电流来说电阻过大。根据趋肤效应计算公式，Δ——穿透深度(m)，ω——角频率，ω＝2πf(rad/s)，f为磁场频率，μ——磁导率(H/m)，γ——电导率(S/m)，一般来讲，无线充电在85KHz时具有最佳的无线传输效率，根据计算，在85KHz时，铜导线仅表面0.2mm左右的深度才能够导通电流，导线内部无电流通过。因此传输高频电流时，需要用多股漆包线并绕方式的专用高频线，也叫利兹线，当进行大功率传输时，比如需要传输50KW以上的功率时，线圈内部的交流峰值电流会超过300安培，这么大的电流，对高频线的要求极高，线圈直径需要达到3厘以上才能保证线圈不过分发热，而这么粗的多股线圈，一方面多股线圈内部的导线散热困难，会形成热量积累，而漆包线的耐温一般不超过200度，当超过这个温度时，高频线多股之间会粘连，造成高频导电能力降低，会更加剧发热甚至高频导电能力失效，另一方面要在一平方米范围内绕出超过100uH的电感量的线圈，非常困难，也就是说，单个线圈进行无线能量传输时，大功率无线传输非常困难，而且几乎不可能实现超过100KW的无线能量传输。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种能够突破单个无线发射器的功率限制的大功率无线充电线圈结构。为了解决上述技术问题，本技术的大功率无线充电线圈结构，包括多个绕组方向一致、匝数一致、结构和面积均一致的发射线圈，各个所述发射线圈中至少有一组平行边，相邻的发射线圈的平行边之间贴合布置，各个发射线圈接入相位一致且强度一致的交流电，还包括能够完全覆盖所有发射线圈的接收线圈，接收线圈能够汇聚接收发射线圈共同发射的能量。所述发射线圈的背面采用铁氧体材料构成的背磁板覆盖。所述背磁板的外层再覆盖一层用于屏蔽外部磁力线的背铝板。所述接收线圈的外侧面采用铁氧体材料构成的外磁板覆盖。所述外磁板的外层再覆盖一层用于屏蔽外部磁力线的外铝板。所述接收线圈和/或发射线圈采用多股漆包线或扁铜线绕制而成。所述接收线圈和/或发射线圈为矩形、梯形或平行四边形结构。所述接收线圈设置为一个，该接收线圈的面积及规格与所有的发射线圈总规格以及面积总和一致。所述接收线圈设置为多个，多个接收线圈的总面积及总规格与所有的发射线圈总规格以及面积总和一致。采用上述的结构后，由于设置的多个绕组方向一致、匝数一致、结构和面积均一致且相互贴合的发射线圈，各个发射线圈接入相位一致且强度一致的交流电，由此巧妙地消除相临发射线圈之间的与各自发射线圈内部磁场方向相反的磁场，实现相临线圈发出的磁场方向相同，变成一个磁场整体，从而将任意多个发射线圈的磁场并联起来，让多个发射线圈发出并联的磁场，达到发射线圈并联的目的，使多个发射线圈并联时发出的磁场方向一致的磁场，从而能被一个接收线圈接收，用多个发射线圈来平均负担总功率，实现用多个功率较小无线发射器通过并联的方式产生更大的功率，突破单个无线发射器的功率限制，从而使无线充电功率得到大幅度提高，在减轻单个发射线圈功率压力的同时，总的无线充电功率可以大幅度提高；另外，接收线圈可采用同样的并联结构设计，进一步提高了充电功率。附图说明图1为本技术实施例一中发射线圈的结构示意图；图2为本技术实施例二中发射线圈的结构示意图；图3为本技术实施例三中发射线圈的结构示意图；图4为本技术实施例四中发射线圈的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本技术的大功率无线充电线圈结构作进一步详细说明。实施例一：如图1所示，本实施例的大功率无线充电线圈结构，包括两个绕组方向一致、匝数一致、结构和面积均一致的矩形结构的发射线圈1，各个发射线圈均采用高频利兹线多圈多层绕制而成，利用通电直导线产生磁场的特点，电流方向相反的平行通电直导线产生的磁场方向相反，紧密排列的两个电流方向相反并且电流强度相同和导线不对外产生磁场，将两个发射线圈1的边缘贴合布置并且贴合处没有间隙，具体地说发射线圈的每匝之间排列紧密，发射线圈的整体尽量占用更小的水平方向面积，两个发射线圈并联时，在线圈相临接触边尽量接触紧密，水平间距尽量小，两个发射线圈1接入相位一致且强度一致的交流电，所有的发射线圈1的背面采用铁氧体材料构成的背磁板覆盖，背磁板的外层再覆盖一层用于屏蔽外部磁力线的背铝板，还包括一个采用高频利兹线多圈多层绕制而成的接收线圈，该接收线圈的面积及规格(绕组方向、匝数以及形状)与所有的发射线圈总规格以及面积总和一致，从而能够完全覆盖所有发射线圈的接收线圈，该接收线圈能够汇聚接收发射线圈共同发射的能量，该接收线圈的外侧面采用铁氧体材料构成的外磁板覆盖，外磁板的外层再覆盖一层用于屏蔽外部磁力线的外铝板。实施例二：如图2所示，本实施例的大功率无线充电线圈结构，包括三个绕组方向一致、匝数一致、结构和面积均一致的梯形结构发射线圈1，各个发射线圈均采用扁铜线绕制而成，三个发射线圈1的平行边的边缘贴合布置并且贴合处没有间隙，也就是说相临的发射线圈的接触边紧密接触，在相临的发射线圈接入相位一致且电流强度一致的电流时，同时由于线圈匝数相同，利用相临直导线磁场原理，在两个发射线圈的相临边基本不产生对外磁场，还包括三个采用扁铜线绕制而成的接收线圈，三个接收线圈的边缘贴合布置并且贴合处没有间隙，三个接收线圈的面积及规格(绕组方向、匝数以及形状)与所有的发射线圈规格以及面积一致，从而能够完全覆盖所有发射线圈的接收线圈，三个接收线圈能够汇聚接收发射线圈共同发射的能量，三个接收线圈的外侧面采用铁氧体材料构成的外磁板覆盖，外磁板的外层再覆盖一层用于屏蔽外部磁力线的外铝板。实施例三：如图3所示，本实施例的大功率无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率无线充电线圈结构，其特征在于：包括多个绕组方向一致、匝数一致、结构和面积均一致的发射线圈（1），各个所述发射线圈（1）中至少有一组平行边，相邻的发射线圈（1）的平行边之间贴合布置，各个所述发射线圈（1）接入相位一致且强度一致的交流电（2），还包括能够完全覆盖所有发射线圈的接收线圈，所述接收线圈能够汇聚接收发射线圈共同发射的能量。/n

【技术特征摘要】
1.一种大功率无线充电线圈结构，其特征在于：包括多个绕组方向一致、匝数一致、结构和面积均一致的发射线圈（1），各个所述发射线圈（1）中至少有一组平行边，相邻的发射线圈（1）的平行边之间贴合布置，各个所述发射线圈（1）接入相位一致且强度一致的交流电（2），还包括能够完全覆盖所有发射线圈的接收线圈，所述接收线圈能够汇聚接收发射线圈共同发射的能量。


2.按照权利要求1所述的大功率无线充电线圈结构，其特征在于：所述发射线圈（1）的背面采用铁氧体材料构成的背磁板覆盖。


3.按照权利要求2所述的大功率无线充电线圈结构，其特征在于：所述背磁板的外层再覆盖一层用于屏蔽外部磁力线的背铝板。


4.按照权利要求1所述的大功率无线充电线圈结构，其特征在于：所述接收线圈的外侧面采用铁氧体材料构成的外磁板覆盖。

【专利技术属性】
技术研发人员：张雁，
申请(专利权)人：张雁，
类型：新型
国别省市：江苏;32