降低无线充电谐波干扰的电路制造技术

本实用新型专利技术提出一种降低无线充电谐波干扰的电路，包括逆变单元、感应耦合单元与整流单元，其中逆变单元的功能是直流变交流，为感应耦合单元的发射端提供交流电压，感应耦合单元的功能为通过线圈谐振来进行无线能量传输，感应耦合单元包含发射端LC谐振模块以及接收端LC谐振模块，整流单元的功能是交流变直流，为负载提供直流能量，其特征在于，发射端LC谐振模块设有二阶滤波器，优点是结构简单、成本低。

Circuit for Reducing Harmonic Interference in Wireless Charging

The utility model proposes a circuit for reducing the harmonic interference of wireless charging, including a inverter unit, an induction coupling unit and a rectifier unit, in which the function of the inverter unit is to convert DC to AC, to provide AC voltage for the transmitter of the induction coupling unit, and the function of the induction coupling unit is to transmit wireless energy through the coil resonance, and the induction coupling unit includes the LC resonance of the transmitter. The function of rectifier unit is alternating current to direct current, which provides direct current energy for load. Its characteristic is that the LC resonant module of transmitter has a second-order filter, which has the advantages of simple structure and low cost.

【技术实现步骤摘要】
降低无线充电谐波干扰的电路
本技术涉及无线充电电路
，具体讲是一种降低无线充电谐波干扰的电路。
技术介绍
在无线电能传输(WPT)中，现在市场应用的最为广泛的为WPC联盟推出的QI协议，现阶段QI协议主要是应用于50W以内的消费类电子产品，其中耦合谐振频率定义在了100KHz，同时为了满足不同的需求，QI协议定义了多种不同的系统方案与控制方案，对应的控制方案主要有电压控制、频率控制、相位控制与占空比控制四种，其中电压控制与频率控制为两种主要的控制方案，相位控制与占空比控制为两种辅助的控制方案。不同的控制方案具有不同的系统参数与性能，而对于相位控制与占空比控制来说，其都可以转化成输入电压的变化以及输入频率的变化，也就是电压控制与频率控制。WPT技术的原理是在空气中通过电磁波进行能量传输，所以WPT的电磁干扰衰减是一个挑战性的问题，对于WPT电磁干扰的调试方案而言，大体可以分为两大类：空间屏蔽方案与电路改进方案。空间屏蔽方案不减少系统的电磁发射总量，而是在电磁传播路径上通过屏蔽、吸收或抵消电磁波等方式降低系统对环境的电磁干扰，这一类的方案的主要有导电屏蔽、磁屏蔽、无源线圈屏蔽等；对于导电屏蔽而言，他是通过加入软磁金属进行电磁隔离，其电磁屏蔽的效果相对来说要好于磁屏蔽与无源线圈屏蔽，但是因为涡流的存在而极大地降低了系统的效率，而通过改变软磁金属的形状进而改变涡流的回流路径以及大小可以在一定程度上缓解涡流带来的效率降低。对于无源线圈屏蔽技术而言，一种利用线圈解耦特性构造的无源线圈是一种可采用的方法，该方法不会造成WPT系统的功率传输能力，但是线圈摆放需要固定位置。电路改进方案通过改变系统磁耦合结构、电路结构或者控制方案进而减少整个系统的电磁发射总量。其中在双通道WPT系统中采用反相电流传输是一种非常有效的电磁衰减的方法，该方法非常类似于有原线圈技术，对于远场的电磁辐射具有非常好的滤波效果。对于控制方案改进而言，频率抖动技术是一种有效的方案，其通过对发射频率进行频率抖动控制从而把频点上的能量分散到一个频率段上，进而降低电磁干扰；除此之外，也可以通过改变相位来达到此目的。对于大部分的空间屏蔽方案而言，其主要针对于近场的磁场强度进行衰减，因为WPT线圈结构具有开放性，而大部分谐波有很高的频率，所以空间屏蔽方案对于远场高频谐波干扰并没有什么作用；而采用有源线圈以及反相电流技术虽然对整个频率段都有很好的衰减作用，但是其需要多加一组线圈、控制、驱动以及传感系统，同时还要考虑两组线圈之间的相互耦合，这无疑大大加大了系统的复杂性以及设计的难度。频率抖动方案与相位控制方案是专门针对于谐波衰减的方案，但是频率抖动方案的谐波衰减效果并不是特别好，衰减程度主要取决于频率调制的带宽大小，而带宽太大将会降低系统效率以及功率传输；对于相位控制方案来说，其只能对三次谐波及其奇数倍的谐波具有滤除效果，对其余频次的谐波并没有衰减效率。上面介绍了一些关于无线充电技术、降低电磁干扰(即提高电磁兼容性)的基础知识，本申请旨在于通过电路改进，利用简单的结构实现降低电磁干扰的目的。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种降低无线充电谐波干扰的电路，结构简单，成本低。为解决上述技术问题，本技术提出一种降低无线充电谐波干扰的电路，包括逆变单元、感应耦合单元与整流单元，其中逆变单元的功能是直流变交流，为感应耦合单元的发射端提供交流电压，感应耦合单元的功能为通过线圈谐振来进行无线能量传输，感应耦合单元包含发射端LC谐振模块以及接收端LC谐振模块，整流单元的功能是交流变直流，为负载提供直流能量，发射端LC谐振模块设有二阶滤波器。采用上述结构后，与现有技术相比，本技术具有以下优点：发射端LC谐振模块设有二阶滤波器后，具有降低无线充电谐波干扰的作用，即基本上能滤除WPT的高频谐波，同时，该方案不需要对系统的控制与电路结构做任何改变，只需要在感应耦合单元的发射端加入一个二阶滤波器就可以，基本上没有增加电路成本以及系统复杂度，因此，结构简单，成本低。作为改进，二阶滤波器为LC滤波电路，发射端LC谐振模块的与逆变单元连接的一端记为第一端，该第一端与LC滤波电路的滤波电感的一端连接，该滤波电感的另一端串联发射端LC谐振模块的电容后与发射端LC谐振模块的感应线圈的一端连接，发射端LC谐振模块的与逆变单元连接的另一端记为第二端，该第二端与LC滤波电路的滤波电容的一端连接，该滤波电容的另一端与滤波电感的另一端连接，这样，结构简单，易于实施。作为改进，滤波电容的另一端与滤波电感的另一端之间串联有第一电阻，该改进的目的和优势在于，第一电阻在一般情况下不需加入，但若因二阶滤波器的品质因数太高引起二阶滤波器共振频段附近的干扰增强，可加入第一电阻用于降低干扰。作为改进，滤波电感采用的是绕线制铁氧体屏蔽电感，这种电感因为整个结构都包裹在铁氧体中，所以加载在其上的谐波分量不会辐射到空气中去，从而也就进一步降低了无线充电电路发射于空气中的谐波干扰。作为改进，逆变单元包括形成全桥结构的第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管，这样，高效率，技术成熟，易于实施。作为改进，整流单元包括形成全桥结构的第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，这样，满足性能同时，成本低，易于实施。附图说明图1为现有的连接有电源和负载后的无线充电标准电路的电路连接示意图。图2为本技术降低无线充电谐波干扰的电路在连接有电源和负载后的电路连接示意图。具体实施方式下面对本技术作进一步详细的说明：本技术提供一种降低无线充电谐波干扰的电路，包括逆变单元、感应耦合单元与整流单元，其中逆变单元的功能是直流变交流，为感应耦合单元的发射端提供交流电压，对逆变单元的控制采用现有技术即可，比如
技术介绍
中提到的QI协议所定义电压控制等方案，不加赘述，感应耦合单元的功能为通过线圈谐振来进行无线能量传输，感应耦合单元包含发射端LC谐振模块以及接收端LC谐振模块，整流单元的功能是交流变直流，为负载提供直流能量，发射端LC谐振模块设有二阶滤波器。发射端LC谐振模块、接收端LC谐振模块均包括一个电容和一个感应线圈。二阶滤波器为LC滤波电路，发射端LC谐振模块的与逆变单元连接的一端记为第一端，该第一端与LC滤波电路的滤波电感的一端连接，该滤波电感的另一端串联发射端LC谐振模块的电容后与发射端LC谐振模块的感应线圈的一端连接，发射端LC谐振模块的与逆变单元连接的另一端记为第二端，该第二端与LC滤波电路的滤波电容的一端连接，该滤波电容的另一端与滤波电感的另一端连接。滤波电容的另一端与滤波电感的另一端之间串联有第一电阻。逆变单元包括形成全桥结构的第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管。电源、逆变单元、感应耦合单元依序连接。整流单元包括形成全桥结构的第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管。感应耦合单元、整流单元、负载依序连接。在高频情况下二阶滤波器呈现出高输入阻抗、低输出阻抗，从而使得输入的高频谐波分量基本上加载在了滤波电感上。在加入二阶滤波器之后，能够大大降低感应线圈上的谐波分量。在滤波电感的选用上，通常采用的是绕线制铁氧体屏蔽电感，这种电感因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低无线充电谐波干扰的电路，包括逆变单元、感应耦合单元与整流单元，其中逆变单元的功能是直流变交流，为感应耦合单元的发射端提供交流电压，感应耦合单元的功能为通过线圈谐振来进行无线能量传输，感应耦合单元包含发射端LC谐振模块以及接收端LC谐振模块，整流单元的功能是交流变直流，为负载提供直流能量，其特征在于，发射端LC谐振模块设有二阶滤波器。

【技术特征摘要】
1.一种降低无线充电谐波干扰的电路，包括逆变单元、感应耦合单元与整流单元，其中逆变单元的功能是直流变交流，为感应耦合单元的发射端提供交流电压，感应耦合单元的功能为通过线圈谐振来进行无线能量传输，感应耦合单元包含发射端LC谐振模块以及接收端LC谐振模块，整流单元的功能是交流变直流，为负载提供直流能量，其特征在于，发射端LC谐振模块设有二阶滤波器。2.根据权利要求1所述的降低无线充电谐波干扰的电路，其特征在于，二阶滤波器为LC滤波电路，发射端LC谐振模块的与逆变单元连接的一端记为第一端，该第一端与LC滤波电路的滤波电感的一端连接，该滤波电感的另一端串联发射端LC谐振模块的电容后与发射端LC谐振模块的感应线圈的一端连接，发射端LC谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利江，胡江浩，杨成蒙，
申请(专利权)人：浙江泰米电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33