一種高品質(zhì)因數(shù)的發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線(xiàn)電能傳輸領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種高品質(zhì)因數(shù)的發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線(xiàn)電能系統(tǒng)中需要使用感應(yīng)線(xiàn)圈(例如發(fā)射線(xiàn)圈)來(lái)完成能量的傳輸，由于發(fā)射線(xiàn)圈是激發(fā)能量的始源，其性能的好壞直接影響能量傳輸?shù)男剩虼?，設(shè)法提高發(fā)射線(xiàn)圈的性能，可以提高整個(gè)系統(tǒng)的傳輸效率。而在線(xiàn)圈的各項(xiàng)參數(shù)中，品質(zhì)因數(shù)Q是反映線(xiàn)圈性能的重要指標(biāo)，品質(zhì)因數(shù)Q值越高，線(xiàn)圈損耗越小，則效率越高。
[0003]一方面，品質(zhì)因數(shù)Q值跟線(xiàn)圈的繞制有很大關(guān)系，目前無(wú)線(xiàn)電能傳輸?shù)碾姼芯€(xiàn)圈的繞制通常采用無(wú)芯的螺旋結(jié)構(gòu)，繞線(xiàn)形狀有矩形、六邊形和圓形，矩形易制作，但品質(zhì)因數(shù)通常都較低。多層的六邊形線(xiàn)圈排列的方式可產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)，這種方法相當(dāng)于在通電線(xiàn)圈的外圍有一個(gè)大的通電線(xiàn)圈，六邊形的線(xiàn)圈雖然能夠提供較為均勻的磁場(chǎng)，但由于相鄰的六邊形線(xiàn)圈工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消作用，使得電流激發(fā)磁場(chǎng)的效率不高，從而品質(zhì)因數(shù)Q不高?，F(xiàn)有的圓形多為用利茲線(xiàn)緊密纏繞的平面的圓形或者橢圓形，如圖1所示的結(jié)構(gòu)，并通常將繞好的線(xiàn)圈放置在鐵氧體磁片上，以增強(qiáng)線(xiàn)圈上方的磁場(chǎng)，這種設(shè)計(jì)通常適用于低頻工作，在高頻工作情況下，由于線(xiàn)圈和線(xiàn)圈之間緊密纏繞會(huì)使得相互之間由于臨近效應(yīng)而導(dǎo)致線(xiàn)圈的交流阻抗顯著增加，因而也無(wú)法得到高品質(zhì)因數(shù)。
[0004]另一方面，品質(zhì)因數(shù)Q跟線(xiàn)圈外層的屏蔽層也有關(guān)系，例如屏蔽層離線(xiàn)圈的距離和屏蔽層的尺寸等。為了屏蔽線(xiàn)圈激發(fā)的磁場(chǎng)，一般采用雙層屏蔽結(jié)構(gòu)，雙層屏蔽結(jié)構(gòu)包括有磁片層和銅層，雙層屏蔽結(jié)構(gòu)緊貼著線(xiàn)圈層放置。例如圖2中所示的排列結(jié)構(gòu)圖，在圖2中，絕緣層(insulating layer)的厚度很小，通常小于0.5mm。當(dāng)雙層屏蔽層與磁場(chǎng)發(fā)生裝置即線(xiàn)圈緊密貼合時(shí)，系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)會(huì)降低，在緊貼著線(xiàn)圈的位置，交變磁場(chǎng)的強(qiáng)度最大，高強(qiáng)度的交變磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致該部位的鐵氧體磁片中產(chǎn)生較多的磁損，并且由于鐵氧體磁片的厚度有限，經(jīng)過(guò)鐵氧體磁片的屏蔽之后仍有相當(dāng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)與第二層屏蔽層即銅層相遇，這部分剩余磁場(chǎng)會(huì)在銅層中激發(fā)渦流并產(chǎn)生損耗，這又進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種高品質(zhì)因數(shù)的發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，通過(guò)將其中的線(xiàn)圈設(shè)置為稀疏繞線(xiàn)和緊密繞線(xiàn)的組合，并且，稀疏繞線(xiàn)的圈數(shù)少于緊密繞線(xiàn)的圈數(shù)，這樣可以減小線(xiàn)圈的臨近效應(yīng)，同時(shí)也能有效減小磁場(chǎng)盲區(qū)的范圍，面積利用率大，使得發(fā)射線(xiàn)圈獲得高的品質(zhì)因數(shù)，并且在原邊線(xiàn)圈周?chē)軌虍a(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)分布，能量傳輸效率好。
[0006]依據(jù)本實(shí)用新型的一種高品質(zhì)因數(shù)的發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，包括線(xiàn)圈、貼合于線(xiàn)圈的絕緣層和貼合于絕緣層的屏蔽層。
[0007]所述線(xiàn)圈包括位于內(nèi)層的M匝繞線(xiàn)和位于M匝繞線(xiàn)外側(cè)的N匝繞線(xiàn)，其中，所述M匝繞線(xiàn)匝與匝之間的間距大于所述N匝繞線(xiàn)匝與匝之間的間距，并且M < N。
[0008]優(yōu)選的，所述M匝繞線(xiàn)之間的間距設(shè)置為Icm至20cm之間的某一值。
[0009]優(yōu)選的，所述N匝繞線(xiàn)之間的間距設(shè)置為Ocm至Icm之間的某一值。
[0010]進(jìn)一步的，所述絕緣層的厚度根據(jù)所述發(fā)射線(xiàn)圈的厚度要求來(lái)設(shè)置。
[0011]優(yōu)選的，所述絕緣層的厚度設(shè)置為大于等于2_。
[0012]優(yōu)選的，所述屏蔽層包括由磁片組成的第一屏蔽層和由銅片組成的第二屏蔽層。
[0013]綜上所述一種高品質(zhì)因數(shù)的發(fā)射線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，其線(xiàn)圈由稀疏纏繞的M匝繞線(xiàn)和緊密纏繞的N匝繞線(xiàn)組成，所述M匝繞線(xiàn)匝與匝之間的間距大于所述N匝繞線(xiàn)匝與匝之間的間距，且M< N，本實(shí)用新型的線(xiàn)圈繞制方式可以使得原邊發(fā)射線(xiàn)圈的品質(zhì)因數(shù)大大提高，并且，在發(fā)射線(xiàn)圈的周?chē)僧a(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)分布，同時(shí)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案可使得發(fā)射線(xiàn)圈的盲區(qū)范圍大幅減小，從而使得副邊能夠在更大的面積內(nèi)獲得所需的能量。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的圓形發(fā)射線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)的具有絕緣層的發(fā)射線(xiàn)圈的側(cè)視圖；
[0016]圖3所示為依據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)射線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4所示為依據(jù)本實(shí)用新型的具有絕緣層的發(fā)射線(xiàn)圈的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型并不僅僅限于這些實(shí)施例。本實(shí)用新型涵蓋任何在本實(shí)用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有徹底的了解，在以下本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。
[0019]參考圖3所示為依據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)射線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)用新型的發(fā)射線(xiàn)圈應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)中，其用以產(chǎn)生傳輸至副邊的磁場(chǎng)能量。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述發(fā)射線(xiàn)圈包括線(xiàn)圈、貼合于線(xiàn)圈的絕緣層和貼合于絕緣層的屏蔽層，其中，所述線(xiàn)圈包括位于內(nèi)層的M匝繞線(xiàn)和位于M匝繞線(xiàn)外側(cè)的N匝繞線(xiàn)，其中，所述M匝繞線(xiàn)匝與匝之間的間距大于所述N匝繞線(xiàn)匝與匝之間的間距，并且，M < N。
[0020]其中，所述M匝繞線(xiàn)的之間的間距設(shè)置為Icm至20cm之間的某一值，優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，所述M匝繞線(xiàn)之間的間距設(shè)置為3cm。
[0021]其中，所述N匝繞線(xiàn)的之間的間距設(shè)置為Ocm至Icm之間的某一值，優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，所述N匝繞線(xiàn)之間的間距設(shè)置為0.2cm。
[0022]如圖3所示，在本實(shí)施例中，所述M的值設(shè)為M= 2，所述N的值設(shè)為N = 4，滿(mǎn)足M< N的條件。
[0023]正如【背景技術(shù)】中所說(shuō)，當(dāng)線(xiàn)圈的繞線(xiàn)都緊密纏繞時(shí)，在高頻電流工作的情況下會(huì)由于臨近效應(yīng)而導(dǎo)致線(xiàn)圈的交流阻抗顯著增加，