本实用新型涉及一种充电技术，特别涉及一种多负载无线充电装置。
背景技术：
传统的多负载无线充电装置虽然可以给多个负载进行无线充电，但却忽略了接收线圈间交叉耦合的影响，降低了系统的传输功率和传输效率，影响了系统的工作性能。同时系统性能对距离也较为敏感，传输距离最多只有几米，并且当一个负载电阻发生变化的时候，其他的负载功率也会随之发生变化，这就意味着负载功率相互影响。所以，亟需一种新的多负载无线充电装置来解决这些问题。
技术实现要素：
本实用新型是针对接收线圈间交叉耦合影响多负载无线充电效率的问题，提出了一种多负载无线充电装置，避免了接收线圈之间的交叉耦合，提升了传输效率。
本实用新型的技术方案为：一种多负载无线充电装置，依次包括直流电源，高频逆变单元，发射单元，n-1个中继单元和n#接收单元，每个中继单元包括接收线圈、负载、补偿网络和发射线圈，中继单元的接收线圈串联负载和补偿网络，中继单元的发射线圈并联在补偿网络两端，n#接收单元由接收线圈，补偿电容和n#负载串联组成；
直流电源输出直流电压，经高频逆变单元转换为高频交流电，高频交流电送入到发射单元，发射单元发射电能耦合入1#中继单元的接收线圈中，1#中继单元发射线圈发射电能耦合入2#中继单元的接收线圈中，依次传递电能到n#接收单元的负载。
所述补偿网络由两个电容和一个电感组成，构成“t形”补偿网络。
所述装置中的线圈结构形状相同，由利兹线绕制成平面“double-d”形状，利兹线从外向内成长方形绕制，绕到最内一层形成第一个d后，利兹线向初头方向抽出到最外圈后向下走，在第一个d下方从内向外成长方形进行第二个d绕制，绕到最外一层后形成第二个d，两个d上下对齐并排，并且两个d的大小和线圈数均相等，利兹线绕制的首尾线头为发射线圈输入两端口。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型多负载无线充电装置，利用多级耦合的方式实现对多个负载无线充电；避免了接收线圈之间的交叉耦合，提升了传输效率；中继线圈不仅将功率传输到后续线圈，而且还传输到与其相连的负载；其中一个或多个负载发生变化时，不会对其他负载产生影响。
附图说明
图1为本实用新型多负载无线充电装置结构框图；
图2为本实用新型多负载无线充电装置原理图；
图3为本实用新型“double-d”线圈示意图。
具体实施方式
如图1、2所示多负载无线充电装置结构框图和原理图，装置依次包括直流电源1，高频逆变单元2，发射单元3，多个中继单元4和n#接收单元5。直流电源1为装置提供30v的直流电压，高频逆变单元2由四个碳化硅mosfet组成的高频全桥逆变电路组成，对直流电源进行高频逆变，为发射线圈3提供200khz交流电能。发射单元发射侧补偿电路，由补偿电容、铁氧体板和发射线圈组成。补偿电容用以补偿无功，减少无功功率带来的损耗。补偿电容与发射线圈串联接高频逆变单元输出端，铁氧体板与发射线圈紧密放置。发射线圈由660股利兹线绕制成平面“double-d”形状，如图3所示，利兹线从外向内成长方形绕制，绕到最内一层形成第一个d后，利兹线向初头方向抽出到最外圈后向下走，在第一个d下方从内向外成长方形进行第二个d绕制，绕到最外一层后形成第二个d，利兹线绕制的首尾线头为发射线圈输入两端口。采用利兹线绕制有利于减小导线的集肤效应。此平面“double-d”形状绕制可以提高发射面积。
每个中继单元包括接收线圈、补偿网络、发射线圈、铁氧体板和负载。1#中继单元接收线圈通过发射单元3的铁氧体板正对发射单元3发射线圈，接收线圈串联1#负载和补偿网络，中继单元的发射线圈并联在补偿网络两端，铁氧体板放置在1#中继单元发射线圈与2#中继单元接收线圈之间，以增加相邻单元之间的耦合效果。补偿网络由两个电容和一个电感组成，构成“t形”补偿网络，电感电容参数保证电路工作在谐振状态，且谐振频率与电源频率相同。发射单元3的发射线圈与1#中继单元接收线圈之间的距离，以及两个中继单元之间的发射线圈与接收线圈距离均为60mm，共n-1个中继单元。n#接收单元由接收线圈，补偿电容和负载串联组成，n#接收单元的接收线圈通过n-1#中继单元的铁氧体板正对n-1#中继单元的发射线圈。装置中各线圈的尺寸均为160mm×160mm，形状如图3所示，匝数为12；各铁氧体板的尺寸为120mm×120mm，厚度为4mm。
本实用新型的工作原理是：直流电源通过高频逆变单元为发射单元提供交流电压，发射单元中的发射线圈通过磁谐振耦合原理将电能传输给1#中继单元，1#中继单元同时有接收线圈和发射线圈，1#接收线圈与1#负载串联，经补偿网络与1#发射线圈“并联”，1#发射线圈经铁氧体板再将电能传输给2#接收线圈，如此往复下去。至n#接收单元时，接收线圈，负载和补偿电容串联。这样就实现了对n个负载的长距离充电，同时各种结构设计也保证了系统传输效率。
1.一种多负载无线充电装置，其特征在于，依次包括直流电源，高频逆变单元，发射单元，n-1个中继单元和n#接收单元，每个中继单元包括接收线圈、负载、补偿网络和发射线圈，中继单元的接收线圈串联负载和补偿网络，中继单元的发射线圈并联在补偿网络两端，n#接收单元由接收线圈，补偿电容和n#负载串联组成；
直流电源输出直流电压，经高频逆变单元转换为高频交流电，高频交流电送入到发射单元，发射单元发射电能耦合入1#中继单元的接收线圈中，1#中继单元发射线圈发射电能耦合入2#中继单元的接收线圈中，依次传递电能到n#接收单元的负载。
2.根据权利要求1所述多负载无线充电装置，其特征在于，所述补偿网络由两个电容和一个电感组成，构成“t形”补偿网络。
3.根据权利要求1或2所述多负载无线充电装置，其特征在于，所述装置中的线圈结构形状相同，由利兹线绕制成平面“double-d”形状，利兹线从外向内成长方形绕制，绕到最内一层形成第一个d后，利兹线向初头方向抽出到最外圈后向下走，在第一个d下方从内向外成长方形进行第二个d绕制，绕到最外一层后形成第二个d，两个d上下对齐并排，并且两个d的大小和线圈数均相等，利兹线绕制的首尾线头为发射线圈输入两端口。
技术总结