CN106340924A - 一种低干扰车载无线充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低干扰车载无线充电器，包括线路板、设置于线路板上的无线充电电路以及设置于线路板上的屏蔽线路，屏蔽线路包括位于线路板外周的外围铜箔线以及从外围铜箔线左右两侧向内延伸的横向铜箔线，各横向铜箔线均为一端与外围铜箔线连接、另一端与外围铜箔线断开结构，从外围铜箔线左侧向内延伸的横向铜箔线与从外围铜箔线右侧向内延伸的横向铜箔线交错分布。本发明可以在不影响正常充电的情况下，减弱充电线圈上辐射出去的电磁干扰,对改善充电设备的EMC具有较好的效果，可有效降低电源辐射，减少整个电源电池波辐射以及增强抗干扰能力，减少了整个线路板向外辐射的电磁波，防止对其他部件形成干扰，提高了整个无线充电器的可靠稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载无线充电器改进技术。
背景技术
随着无线充电技术的日趋成熟,应用范围也越来越广泛,前几年主要是以民用为主(如手机背夹及智能家居方面),但从去年(2015)开始,国内车厂陆续将无线充电产品作为标配或是选配,当无线充电产品真正进入汽车配件领域时,EMC（电磁兼容性ElectroMagnetic Compatibility）问题就显得尤为重要。
无线充电器对汽车中电子器件及电路的干扰常见为无线充电器中线路板上电路、充电线圈等发射的电磁波信号，如设置于线路板上的DC-DC电源模块、MOS驱动模块等多种释放电磁波的元器件存在，容易形成干扰。现有的无线充电器的工作频率范围是110K~205K之间，而车规EMC要求管控的频率范围有一段是150K~300K区间,所以无线充电器必须想避开150K~205K这个区间，需要将其工作频率定在110K~150K这个区间。
另外由于电源共模信号的影响，能量从电源部分经过电源线上辐射出去，并且产生电池波干扰其他电子元件工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可有效降低辐射、不会对车载其他电子设备形成干扰的低干扰车载无线充电器。
为了达到上述效果，本发明采用如下技术方案：
一种低干扰车载无线充电器，包括线路板、设置于线路板上的无线充电电路以及设置于线路板上的屏蔽线路，无线充电电路包括DC-DC电源模块、MOS驱动模块以及充电线圈，所述屏蔽线路为不构成环路的布线结构，包括位于线路板外周的外围铜箔线以及从外围铜箔线左右两侧向内延伸的横向铜箔线，各横向铜箔线均为一端与外围铜箔线连接、另一端与外围铜箔线断开结构，从外围铜箔线左侧向内延伸的横向铜箔线与从外围铜箔线右侧向内延伸的横向铜箔线交错分布，在线路板上固定有一金属罩体，金属罩体罩于DC-DC电源模块及MOS驱动模块上方。
作为对上述方案的改进，DC-DC电源模块连接有共模电感，共模电感一端连接DC-DC电源模块，另一端连接电源线，在电源线上固定有磁环。
且，所述各铜箔线的宽度为0.2~2mm之间。
且，所述铜箔线之间的间隙宽度为0.2~2mm之间。
作为对上述方案的进一步改进，所述的金属罩体为金属板弯折成型的半包围结构，该金属罩体与线路板安装位置具有焊接脚。
作为对上述方案的更进一步改进，所述无线充电电路还包括有一用于检测MOS驱动模块工作频率的频率检测模块，频率检测模块与一电压调节模块连接，电压调节模块与DC-DC电源模块连接，通过频率检测模块检测MOS驱动模块工作频率，电压条件模块根据频率检测模块反馈的信号控制DC-DC电源模块输出。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.本发明可以在不影响正常充电的情况下，减弱充电线圈上辐射出去的电磁干扰,对改善充电设备的EMC（电磁兼容性）具有较好的效果
2.通过在电源线上增设磁环及在DC-DC电源模块上增设电感，可有效降低电源辐射，减少整个电源电池波辐射以及增强抗干扰能力。
3.通过单独在DC-DC电源模块及MOS驱动模块上增设金属罩体，减少了整个线路板向外辐射的电磁波，防止对其他部件形成干扰，提高了整个无线充电器的可靠稳定性，也使整个无线充电器更能良好的兼容车载系统。
4.本发明可自动检测充电线圈的工作频率，通过电压调节模块控制DC-DC电源模块的输出电压，保证充电线圈的工作频率不会与车载其他电子设备的频率重叠，干扰其他电子设备的运行。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图。
图2为本实施例电路原理示意图。
图3为本实施例屏蔽线路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细描述。
如附图1、2所示，本实施例揭示的低干扰车载无线充电器包括线路板1、设置于线路板1上的无线充电电路2以及设置于线路板1上的屏蔽线路3。
该无线充电电路2包括DC-DC电源模块21、MOS驱动模块22以及充电线圈23。由于DC-DC电源模块21和MOS驱动模块22产生的电磁波辐射较大，容易对充电线圈23等部件产生影响。为了降低该电磁波辐射，在线路板1上固定有一金属罩体4，金属罩体4罩于DC-DC电源模块21及MOS驱动模块22上方。该金属罩体3可有效屏蔽DC-DC电源模块21与MOS驱动模块22的电磁波向外辐射，减少了对其他部件的影响。
本实施例所设计的金属罩体4为金属板弯折成型的半包围结构，该金属罩体4与线路板1安装位置具有焊接脚41，通过焊接脚41将整个金属罩体4固定于线路板1上。
本实施例中，屏蔽线路3为布于线路板1表面上不构成环路的布线结构，由铜箔线构成，具体如附图3所示，包括位于线路板1外周的外围铜箔线31以及从外围铜箔线31左右两侧向内延伸的横向铜箔线32，各横向铜箔线32均为一端与外围铜箔线31连接、另一端与外围铜箔线31断开结构，从外围铜箔线31左侧向内延伸的横向铜箔线32与从外围铜箔线31右侧向内延伸的横向铜箔线32交错分布，整体呈相互交错的梳子形状。由于横向铜箔线32均为一端悬空而未构成封闭线路，所以即具有一定的屏蔽效果，减弱无线充电的充电线圈辐射出去的电磁干扰，又不会影响充电线圈的电磁感应。为了保证上述技术效果，上述各铜箔线的宽度为0.2~2mm之间，铜箔线之间的间隙宽度为0.2~2mm之间。
为了降低电源线部分共模电流的产生，在DC-DC电源模块21连接有共模电感24，共模电感24一端连接DC-DC电源模块21，另一端连接电源线，并且在电源线上固定有磁环25,用来降低电源线2的对外辐射。工作时，当有共模电流流过共模电感24的线圈时，由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波减少干扰的目的。
此外，为了保证无线充电器的工作频率在110K~150K之间，而不与车规EMC所管控的频率范围（150K~300K）重合，在无线充电电路中还设置了一用于检测MOS驱动模块22工作频率的频率检测模块26，频率检测模块26与一电压调节模块27连接，电压调节模块27与DC-DC电源模块21连接，通过频率检测模块26检测MOS驱动模块22的工作频率，电压调节模块27根据频率检测模块26反馈的信号控制DC-DC电源模块21的输出。以车辆无钥匙启动系统为例，无钥匙启动系统的工作频率为150KHz，如果频率检测模块26检测到无线充电工作频率从低于150KHz的相对低频段不断增大，说明发射功率太大，这时MOS驱动模块22降低功率，当接近150KHz时，输入电压调节模块5产生调节信号，控制DC-DC电源模块21提高电压，进一步增大发射功率，这样MOS驱动模块22就会迅速跨过150KHz频率点，降低到更低的频率点。反之亦然，在无钥匙启动系统完成后，又恢复正常无调节输出即可。这样就可以保证MOS驱动模块22不会干扰到无钥匙启动系统。
本实施例中，对于DC-DC电源模块21、MOS驱动模块22以及频率检测模块26、电压调节模块27的结构而言，均可采用现有常见的电路结构，在此不作赘述。
以上为为本发明较佳的实现方案，并非针对保护范围限定性说明，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行显而易见的许多替换、修改和变化。因此，所有这样的替代、改进和变化都应属于本申请权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种低干扰车载无线充电器，包括线路板（1）、设置于线路板上的无线充电电路（2）以及设置于线路板上的屏蔽线路（3），无线充电电路包括DC-DC电源模块（21）、MOS驱动模块（22）以及充电线圈（23），其特征在于，所述屏蔽线路为不构成环路的布线结构，包括位于线路板外周的外围铜箔线（31）以及从外围铜箔线左右两侧向内延伸的横向铜箔线（32），各横向铜箔线均为一端与外围铜箔线连接、另一端与外围铜箔线断开结构，从外围铜箔线左侧向内延伸的横向铜箔线与从外围铜箔线右侧向内延伸的横向铜箔线交错分布，在线路板上固定有一金属罩体（4），金属罩体罩于DC-DC电源模块及MOS驱动模块上方。
2.根据权利要求1所述的低干扰车载无线充电器，其特征在于，DC-DC电源模块连接有共模电感（24），共模电感一端连接DC-DC电源模块，另一端连接电源线，在电源线上固定有磁环（25）。
3.根据权利要求1所述的低干扰车载无线充电器，其特征在于，所述各铜箔线的宽度为0.2~2mm之间。
4.根据权利要求3所述的低干扰车载无线充电器，其特征在于：所述铜箔线之间的间隙宽度为0.2~2mm之间。
5.根据权利要求1所述的低干扰车载无线充电器，其特征在于，所述的金属罩体为金属板弯折成型的半包围结构，该金属罩体与线路板安装位置具有焊接脚（41）。
6.根据权利要求1所述的低干扰车载无线充电器，其特征在于，所述无线充电电路还包括有一用于检测MOS驱动模块工作频率的频率检测模块（26），频率检测模块与一电压调节模块（27）连接，电压调节模块与DC-DC电源模块连接，通过频率检测模块检测MOS驱动模块工作频率，电压条件模块根据频率检测模块反馈的信号控制DC-DC电源模块输出。
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