CN109698558A - 一种具有降噪设计的无线能量传输装置 - Google Patents

一种具有降噪设计的无线能量传输装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无线能量传输技术领域，具体涉及一种具有降噪设计的无线能量传输装置，所述无线能量传输装置还包括稳定电势涡流阻尼器，所述稳定电势涡流阻尼器靠近所述无线能量传输线圈组，并所述稳定电势涡流阻尼器通过导体与所述功率转换电路板的交流低阻固定电平面连接。一方面通过采用特殊结构的高频交流电缆，实现提高功率转换电路开关边沿频率与倍频的传输阻抗，抑制了功率转换电路开关边沿频率与倍频的干扰信号；另一方面提供稳定电势涡流阻尼器，稳定了无线能量传输线圈组的电势位，以及抑制功率传输电路工作频率倍频的交流电流，大幅度降低了相关的电磁干扰。共同达到在很大范围内提升高频交流阻抗，降低电磁干扰干扰信号，从而解决了电磁干扰问题。

Description

一种具有降噪设计的无线能量传输装置
技术领域
本发明涉及无线传输技术领域，具体涉及一种具有降噪设计的无线能量传输装置，通过设计高频功率电缆的机械结构改变交流导通带宽实现的EMC抑制，以及通过设计与电路板的稳定电平面电连接的并且安装在无线能量传输线圈组旁边的稳定电势涡流阻尼器实现的EMC抑制。
背景技术
随着人们生活水平的提高，电俨然已经变成人们生活中难以缺少的东西。而电源与电器之间没有电气连接的技术被称为无线能量传输技术，此项技术为人们提供了很多的便利，也给了人们更多的安全。但是目前的无线能量传输装置的技术实现，一般采用将直流电转为较高频率的交流电，用所述交流电驱动无线能量输出线圈并传递交变电磁能给无线充电输入线圈，然后再将感应到的交流电转成直流电，如申请号为CN200510030239.4公开的手持设备的无线充电装置、及CN201110020352.X公开的一种无线充电发射端、接收端和无线充电装置；
但是，在将直流转换为交流过程中，会产生大量的热量，而现有技术专利号201410004299.8公开了一种新型无线充电传输装置，具体公开通过将功率转换电路与发射线圈，通过高频交流电缆隔离开，实现发热的电路板远离无线充电区域的目的，从而大幅度降低无线充电区域的热量与温度升高幅度，进一步达到大比例减少无线充电发射区域的厚度的有益效果。
进一步地，专利号201410004299.8进一步公开了方案存在电磁干扰十分严重的问题，第一个原因是所述无线充电发射电路模块与所述发射线圈是通过所述高频交流输电线电连接，而所述高频交流输电线长度较长，以及所述无线充电发射电路模与所述发射线圈之间是隔离直流的，以至于所述发射线圈相对于所述无线充电发射电路模块形成了高频低阻的高频交流负载。因此当所述无线充电发射电路模块产生具有宽频谱特性的无线充电所需的交流电并传递给所述发射线圈时，较高频率部分也就是交流电基频的倍频部分的能量并不会被抑制，进而产生了严重的电磁干扰；第二个原因是所述无线充电发射电路模块往往直接连接到直流电源或者工频适配器上，所述无线充电发射电路模块内功率器件开通关闭是产生的电磁干扰信号没有经过滤波就传输给了前端的电源，产生了严重的信号污染。
而专利号201410004299.8公开的技术方案仅提出在所述高频交流输电线上加入屏蔽层，以及将所述屏蔽层电连接在所述无线充电发射电路模块与所述发射线圈的屏蔽网络上，但是并没有揭示所述屏蔽网络的具体实施例和屏蔽目的以及效果；因此专利号201410004299.8并没有给出克服与抑制电磁干扰的有效解决方案，进而在实际产品中存在严重的电磁干扰问题。
根据实验研究表明，在无线充电发射电路模块与发射线圈形成空间分离，再通过高频交流输电线进行电连接的技术方案中，电磁干扰主要由“较为低频的基频的倍频的功率电流干扰”与“较为高频的功率转换电路的瞬态开关电流干扰”两部分组成，因此针对性增加电磁信号滤波器、电磁噪声抑制电路、电势稳定模块，是可以有效抑制电磁干扰的，而目前市面上还没有出现解决此类问题的产品，或方案。
发明内容
为了有效解决上述问题，本发明提供一种具有降噪设计的无线能量传输装置。
本发明的具体技术方案如下：一种具有降噪设计的无线能量传输装置，所述无线能量传输装置包括功率转换电路板及无线能量传输线圈组，所述功率转换电路板通过高频功率电缆连接所述无线能量传输线圈组；
所述无线能量传输装置还包括稳定电势涡流阻尼器，所述稳定电势涡流阻尼器靠近所述无线能量传输线圈组，并所述稳定电势涡流阻尼器通过导体与所述功率转换电路板的交流低阻固定电平面连接。
进一步地，所述高频电缆包括一个或多个用于低损耗传递高频交流电的基本单元，所述基本单元的空间构成了电感-电容低通滤波器。
进一步地，所述基本单元包括至少一路正向高频低损耗电线及至少一路反向高频低损耗电线，所述正向高频低损耗电线与所述反向高频低损耗电线相互之间的空间结构包括平行、绞合、缠绕、编织和/或螺旋关系；
所述正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线分别与所述无线能量传输线圈组串联连接；
所述正向高频低损耗电线的路数与所述反向高频低损耗电线的路数不同，所述正向高频低损耗电线与所述反向高频低损耗电线处于紧贴状态，相互作用形成电容；
所述基本单元自身构成分布式电感-电容滤波器，以用于抑制电磁干扰。
进一步地，所述基本单元包括至少一路正向高频低损耗电线、软磁材料及至少一路反向高频低损耗电线，所述正向高频低损耗电线、所述软磁材料与所述反向高频低损耗电线相互之间的空间结构包括平行、绞合、缠绕、编织和/或螺旋关系；
所述正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线分别与所述无线能量传输线圈组串联连接；
所述正向高频低损耗电线与所述反向高频低损耗电线处于紧贴状态，相互作用形成电容；
所述基本单元自身构成分布式电感-电容滤波器，以用于抑制电磁干扰。
进一步地，所述的软磁材料具有导电特性。
进一步地，所述基本单元包括正向高频低损耗电线、导电材料以及反向高频低损耗电线组成，所述正向高频低损耗电线、导电材料与反向高频低损耗电线相互之间的空间结构为平行、绞合、缠绕、编织和/或螺旋关系；
所述正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线分别与所述无线能量传输线圈组串联连接；
所述正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线处于紧贴状态，相互作用形成电容，所述导电材料用于增加电容的容值；
所述基本单元自身构成分布式电感-电容滤波器。
进一步地，所述导电材料具有软磁特性。
进一步地，所述无线能量传输线圈组包括线圈、及具有引导无线充电交变磁场的导磁材料；
所述线圈、导磁材料、及稳定电势涡流阻尼器，三者相邻紧靠设置。
进一步地，所述稳定电势涡流阻尼器上方设置导磁材料，并在所述导磁材料上方设置所述线圈，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器沿着线圈轴线的最大投影长度D≥线圈最大投影长度d的1/8，所述稳定电势涡流阻尼器的几何中心距离线圈轴线距离s≤线圈最大投影长度d。
进一步地，所述稳定电势涡流阻尼器采用与线圈相同轴心的扇形结构，并所述稳定电势涡流阻尼器下方设置所述线圈，所述线圈下方设置导磁材料，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器沿着线圈轴线的最大投影长度D≥线圈最大投影长度d的1/8，所述稳定电势涡流阻尼器的几何中心距离线圈轴线距离s≤线圈最大投影长度d。
进一步地，所述稳定电势涡流阻尼器采用与线圈相同轴心的扇形结构，并所述稳定电势涡流阻尼器上方设置所述线圈，所述稳定电势涡流阻尼器下方设置导磁材料，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器沿着线圈轴线的最大投影长度D≥线圈最大投影长度d的1/8，所述稳定电势涡流阻尼器的几何中心距离线圈轴线距离s≤线圈最大投影长度d。
进一步地，所述稳定电势涡流阻尼器为具有横截面的长线型导体材料，所述稳定电势涡流阻尼器缠绕或者紧贴在绕成所述线圈的导线侧边，在所述电势涡流阻尼器、及所述线圈下紧靠设置所述导磁材料；
所述稳定电势涡流阻尼器长度L≥线圈的导线长度的1/8。
进一步地，所述无线能量传输装置还包括至少一路滤波电路板，
所述滤波电路板与所述功率转换电路板、无线能量传输线圈组、高频功率电缆实现电连接，具有滤除无线充电高频噪声的功能，以抑制电磁干扰；
所述滤波电路板可以电连接在所述功率转换电路板与所述高频功率电缆之间；
所述滤波电路板可以电连接在若干段相邻的所述高频功率电缆之间；
所述滤波电路板可以电连接在所述无线能量传输线圈组与所述高频功率电缆之间。
进一步地，所述线圈包括至少一个子线圈，所述功率转换电路板上具有桥式电路；
所述子线圈具有两根引线，用于电连接所述桥式电路；
所述桥式电路的输出端与子线圈通过电容实现串联电连接；
所述子线圈的一根引线与一组桥式电路电连接，并另一根在子线圈沿着轴线投影的靠外侧的引线，与所述电容相连。
本发明的有益之处：应用本发明所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，一方面通过采用特殊结构的高频交流电缆，实现提高功率转换电路开关边沿频率与倍频的传输阻抗，抑制了功率转换电路开关边沿频率与倍频的干扰信号；另一方面为无线能量传输线圈组提供与功率转换电路的交流低阻固定电平面电连接的稳定电势涡流阻尼器，稳定了无线能量传输线圈组的电势位，以及抑制功率传输电路工作频率倍频的交流电流，大幅度降低了相关的电磁干扰。从这两个方面，共同达到在很大范围内提升高频交流阻抗，降低电磁干扰干扰信号的目的，从而解决了电磁干扰问题。
附图说明
图1为本发明第一实施例的整体结构示意图；
图2为本发明第二实施例的整体结构示意图；
图3为本发明第三实施例所述高频功率电缆的基本单元的横截面结构示意图；
图4-A为本发明第四实施例所述高频功率电缆的基本单元的横截面结构示意图；
图4-B为本发明第四实施例所述高频功率电缆的基本单元的横截面结构示意图；
图5-A为本发明第五实施例所述高频功率电缆的基本单元的横截面结构示意图；
图5-B为本发明第五实施例所述高频功率电缆的基本单元的横截面结构示意图；
图5-C为本发明第五实施例所述高频功率电缆的基本单元的横截面结构示意图；
图6为本发明第六实施例所述稳定电势涡流阻尼器整体结构示意图；
图7为本发明第七实施例所述稳定电势涡流阻尼器整体结构示意图；
图8为本发明第八实施例所述稳定电势涡流阻尼器整体结构示意图；
图9为本发明第九实施例所述稳定电势涡流阻尼器整体结构示意图；
图10为本发明第十实施例所述线圈电连接方式；
图11为使用本发明降噪设计前后的频谱图对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
如图1所示，为本发明第一实施例的整体结构示意图，该实施例提供了一种具有降噪设计的无线能量传输装置，所述无线能量传输装置包括功率转换电路板101、无线能量传输线圈组、高频功率电缆102、导体103以及稳定电势涡流阻尼器105。其中，所述功率转换电路板101上设置有交流低阻固定电平面119，所述无线能量传输线圈组用于将无线充电所用的高频交流电与高频交变磁场进行转换，所述无线能量传输线圈组包含有线圈104；
所述稳定电势涡流阻尼器105通过所述导体103与功率转换电路板101的交流低阻固定电平面119实现电连接；在本实施例中，所述交流低阻固定电平面119可以是地平面、其他稳定电平面、或通过对于交流阻抗极低的电路接入的地平面或其他稳定电平面；
进一步地，所述导体103采用接入所述功率转换电路板101，可以采用直接电连接接到一个固定的电平面，或者通过一个电路电连接接到固定的电平面，由于所述导体103与连接的“固定的电平面”之间的交流阻抗是极低的，因此在EMC噪声的高频交流电频段就相当于直接接到固定电平面了。
所述功率转换电路板101在工作时，会产生电磁干扰噪声，所述电磁干扰噪声分为频率较低的基频的倍频电噪声，以及频率较高的功率转换电路板101上功率元器件开关时产生的瞬态开关电流电噪声。
在所述线圈104旁侧安装导磁材料117，实现所述导磁材料117引导线圈104产生的磁场。
如图2所示，为本发明第二实施例的整体结构示意图，该实施例提供了一种具有降噪设计的无线能量传输装置，所述无线能量传输装置包括功率转换电路板101、线圈104、高频功率电缆102、导体103、稳定电势涡流阻尼器105、以及第一滤波电路106、第二滤波电路107、第三滤波电路108。其中，第一滤波电路106、第二滤波电路107、第三滤波电路108通过高频功率电缆102与功率转换电路板101、线圈104电连接。
稳定电势涡流阻尼器105通过导体103与功率转换电路板101的交流低阻固定电平面119电连接；在本实施例中，所述交流低阻固定电平面119可以是地平面、其他稳定电平面、或通过对于交流阻抗极低的电路接入的地平面或其他稳定电平面。所述第一滤波电路106、第二滤波电路107、第三滤波电路108的作用是滤除和抑制各种电噪声的干扰信号。在本实施例中，所述线圈104旁边会安装导磁材料117用于引导线圈104产生的磁场。
如图3所示，为本发明第三实施例提供一种高频功率电缆102的基本单元的横截面结构示意图，该实施例与上述实施例大部分相同，唯不同之处在于，该实施例提供一种高频功率电缆102的基本单元的横截面结构，所述高频功率电缆102由一个或多个用于低损耗传递高频交流电的基本单元组成，所述基本单元由N路正向高频低损耗电线110以及M路反向高频低损耗电线109组成，N不等于M。
在本实施例中，所述正向高频低损耗电线110的左右两侧对称设置所述反向高频低损耗电线109，使得所述高频功率电缆102具有电容和电感，形成具有一定截止频率的电容-电感滤波器，从而抑制高频部分的电磁干扰。
由于磁感应强度111与线圈对的空间排布有关，因此该实施例提供的正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线的空间结构，包括分布在一个水平面上，是可以增强电感，进一步提高抑制电磁干扰性能的。
如图4-A所示，为本发明第四实施例提供一种高频功率电缆102的基本单元的横截面结构示意图，该实施例与上述实施例大部分相同，唯不同之处在于，该实施例提供一种高频功率电缆102的基本单元的横截面结构，所述高频功率电缆102由一个或多个用于低损耗传递高频交流电的基本单元组成，所述基本单元有正向高频低损耗电线110、软磁材料112和反向高频低损耗电线109三部分组成。
在本实施例中，在所述正向高频低损耗电线110与所述反向高频低损耗电线109之间设置所述软磁材料112，使得所述高频功率电缆102具有电容和电感，并且软磁材料112能大幅度增加高频功率电缆102的电感，因此形成截止频率更低的电容-电感滤波器，以进一步抑制电磁干扰。
如图4-B所示，在另一实施例中，所述软磁材料112为具有导电特性的材料，可明显增加高频功率电缆102的电容，从而进一步降低截止频率，提升抑制电磁干扰的效果。
将具有导电特性的所述软磁材料112可以作为电连接稳定电势涡流阻尼器105与功率转换电路板101的导体103。由于磁感应强度111与软磁材料的形状、相对磁导率都有关系；
在本实施例中，所述软磁材料112完全包裹正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线的外部，该实施例设计软磁材料的空间结构，可增强电感，进一步提高抑制电磁干扰性能。
如图5-A到图5-C所示，为本发明第五实施例提供一种高频功率电缆102的基本单元的横截面结构示意图，该实施例与上述实施例大部分相同，唯不同之处在于，该实施例提供一种高频功率电缆102的基本单元的横截面结构，所述高频功率电缆102由一个或多个用于低损耗传递高频交流电的基本单元组成，所述基本单元有正向高频低损耗电线110、导电材料113和反向高频低损耗电线109三部分组成；
如图5-A所示，所述导电材料113位于正向高频低损耗电线110与反向高频低损耗电线109的同一侧位置处；
如图5-B所示，所述导电材料113位于正向高频低损耗电线110与反向高频低损耗电线109的相对两侧位置处；
如图5-C所示，所述导电材料113位于正向高频低损耗电线110与反向高频低损耗电线109相对的外侧位置处。
上述所述导电材料113处于所述正向高频低损耗电线110与反向高频低损耗电线109的相对位置都使得所述高频功率电缆102具有电容和电感，并且所述导电材料113提高了高频功率电缆102的电容，因此形成截止频率更低的电容-电感滤波器，以进一步抑制电磁干扰。
若所述导电材料113具有软磁特性，所述导电材料113可以作为电连接稳定电势涡流阻尼器105与功率转换电路板101的导体103。将大幅增加高频功率电缆102的电感，进一步降低电容-电感滤波器的截止频率，以再进一步抑制电磁干扰。
如图6所示，为本发明第六实施例提供一种稳定电势涡流阻尼器105，所述稳定电势涡流阻尼器应用于上述实施例中，所述稳定电势涡流阻尼器105采用导体材料，在本实施例中，所述稳定电势涡流阻尼器105上方设置导磁材料117，并在所述导磁材料117上方设置所述线圈104，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器105沿着线圈104轴线的最大投影长度D≥线圈104最大投影长度d的1/8，所述稳定电势涡流阻尼器105的几何中心距离线圈104轴线距离s≤线圈104最大投影长度d；
与此同时，所述稳定电势涡流阻尼器105设计为几乎不感应基频交流电流的形状或者尺寸，避免吸收基频交流电流的能量而产生热量。
在本实施例中，所述交流电中较高频率的部分往往是无线能量传输的高频交流电的基本频率的倍频部分。所述无线能量传输的高频交流电的基本频率一般简称为基频。而当给线圈104输入宽频段的交流电118，那么所述交流电中较高频率的部分就会在所述稳定电势涡流阻尼器105中产生与频率成正相关的涡流电流，进而在稳定电势涡流阻尼器105上产生涡流114再进而产生反向交变磁场，抑制所述交流电中较高频的部分电流，从而实现降低较高频率电流的效果，以抑制电磁干扰。
由于功率转换电路板101与线圈104之间是隔离直流导通交流的，并且频率越高导通阻抗越小，因此相对与接入到稳定电源的功率转换电路板101，所述线圈104的电势是浮动的，并且是一个阻抗极低的高频负载电路。因此当线圈104输入宽频段的交流电118时，线圈104会允许交流电中较高频率部分电流进行导通，进而产生严重的电磁干扰。
而通过将稳定电势涡流阻尼器105电连接到功率转换电路的交流低阻固定电平面119上，所述交流低阻固定电平面119可以是地平面、其他稳定电平面、或通过对于交流阻抗极低的电路接入的地平面或其他稳定电平面。因此将所述线圈104控制在稳定的电势位上的，大幅度提高线圈104的高频阻抗，这样就可以大幅度抑制交流电中较高频率的部分电流，因此有效降低电磁干扰。
如图7所示，为本发明第七实施例提供一种稳定电势涡流阻尼器105，所述稳定电势涡流阻尼器应用于上述实施例中，所述稳定电势涡流阻尼器105为导体材料，在本实施例中，所述稳定电势涡流阻尼器105采用与线圈104相同轴心的扇形结构，并所述稳定电势涡流阻尼器105下方设置所述线圈104，所述线圈104下方设置导磁材料117，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器105沿着线圈轴线的最大投影长度D≥线圈104最大投影长度d的1/8，并且以及所述稳定电势涡流阻尼器105的几何中心距离线圈104轴线距离s≤线圈104最大投影长度d；
与此同时所述稳定电势涡流阻尼器105被设计成几乎不感应基频交流电流的形状或者尺寸，避免吸收基频交流电流的能量而产生热量。
在本实施例中，所述交流电中较高频率的部分往往是无线能量传输的高频交流电的基本频率的倍频部分。所述无线能量传输的高频交流电的基本频率一般简称为基频。而当给线圈104输入宽频段的交流电118，那么所述交流电中较高频率的部分就会在所述稳定电势涡流阻尼器105中产生与频率成正相关的涡流电流，进而在稳定电势涡流阻尼器105上产生涡流114再进而产生反向交变磁场，抑制所述交流电中较高频的部分电流，从而实现降低较高频率电流的效果，以抑制电磁干扰。
由于功率转换电路板101与线圈104之间是隔离直流导通交流的，并且频率越高导通阻抗越小，因此相对与接入到稳定电源的功率转换电路板101，线圈104的电势是浮动的，并且是一个阻抗极低的高频负载电路。因此当线圈104输入宽频段的交流电118时，线圈104会允许交流电中较高频率部分电流进行导通，进而产生严重的电磁干扰。
而通过将稳定电势涡流阻尼器105电连接到功率转换电路的交流低阻固定电平面119上，可以将线圈104控制在稳定的电势位上的，大幅度提高线圈104的高频阻抗，这样就可以大幅度抑制交流电中较高频率的部分电流，因此有效降低电磁干扰。所述交流低阻固定电平面119可以是地平面、其他稳定电平面、或通过对于交流阻抗极低的电路接入的地平面或其他稳定电平面。
如图8所示，为本发明第八实施例提供一种稳定电势涡流阻尼器105，所述稳定电势涡流阻尼器应用于上述实施例中，所述稳定电势涡流阻尼器105为导体材料，在本实施例中，所述稳定电势涡流阻尼器105采用与线圈104相同轴心的扇形结构，并所述稳定电势涡流阻尼器105上方设置所述线圈104，所述稳定电势涡流阻尼器105下方设置导磁材料117，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器105沿着线圈轴线的最大投影长度D≥线圈104最大投影长度d的1/8，并且所述稳定电势涡流阻尼器105固定在线圈104与导磁材料117之间，以及所述稳定电势涡流阻尼器105的几何中心距离线圈104轴线距离s≤线圈104最大投影长度d；
与此同时，所述稳定电势涡流阻尼器105被设计成几乎不感应基频交流电流的形状或者尺寸，避免吸收基频交流电流的能量而产生热量。
在本实施例中，所述稳定电势涡流阻尼器105安装在线圈104与导磁材料117之间。所述交流电中较高频率的部分往往是无线能量传输的高频交流电的基本频率的倍频部分。所述无线能量传输的高频交流电的基本频率一般简称为基频。当给线圈104输入宽频段的交流电118，那么所述交流电中较高频率的部分就会在所述稳定电势涡流阻尼器105中产生与频率成正相关的涡流电流，进而在稳定电势涡流阻尼器105上产生涡流114再进而产生反向交变磁场，抑制所述交流电中较高频的部分电流，从而实现降低较高频率电流的效果，以抑制电磁干扰。
由于功率转换电路板101与线圈104之间是隔离直流导通交流的，并且频率越高导通阻抗越小，因此相对与接入到稳定电源的功率转换电路板101，线圈104的电势是浮动的，并且是一个阻抗极低的高频负载电路。因此当线圈104输入宽频段的交流电118时，线圈104会允许交流电中较高频率部分电流进行导通，进而产生严重的电磁干扰。
而通过将稳定电势涡流阻尼器105电连接到功率转换电路的交流低阻固定电平面119上，所述交流低阻固定电平面119可以是地平面、其他稳定电平面、或通过对于交流阻抗极低的电路接入的地平面或其他稳定电平面。因此将线圈104控制在稳定的电势位上的，大幅度提高线圈104的高频阻抗，这样就可以大幅度抑制交流电中较高频率的部分电流，因此有效降低电磁干扰。
如图9所示，为本发明第九实施例提供一种稳定电势涡流阻尼器105，所述稳定电势涡流阻尼器应用于上述实施例中，所述稳定电势涡流阻尼器105为具有一定横截面的长线型导体材料，缠绕或者紧贴在绕成所述线圈104的导线侧边，在所述电势涡流阻尼器105、及所述线圈104下紧靠设置所述导磁材料117；
并且所述稳定电势涡流阻尼器105长度≥线圈104的导线长度的1/8。当给线圈104输入宽频段的交流电118，那么所述交流电中较高频率的部分就会在所述稳定电势涡流阻尼器105中产生与频率成正相关的涡流电流，进而在稳定电势涡流阻尼器105上产生涡流114再进而产生反向交变磁场，抑制所述交流电中较高频的部分电流，从而实现降低较高频率电流的效果，以抑制电磁干扰。
与此同时，由于功率转换电路板101与线圈104之间是隔离直流导通交流的，并且频率越高导通阻抗越小，因此相对与接入到稳定电源的功率转换电路板101，线圈104的电势是浮动的，并且是一个阻抗极低的高频负载电路。
本实施例中，所述交流电中较高频率的部分往往是无线能量传输的高频交流电的基本频率的倍频部分。所述无线能量传输的高频交流电的基本频率一般简称为基频。而当线圈104输入宽频段的交流电118时，线圈104会允许交流电中较高频率部分电流进行导通，进而产生严重的电磁干扰。通过将稳定电势涡流阻尼器105电连接到功率转换电路的交流低阻固定电平面119上，所述交流低阻固定电平面119可以是地平面、其他稳定电平面、或通过对于交流阻抗极低的电路接入的地平面或其他稳定电平面。因此将线圈104控制在稳定的电势位上的，大幅度提高线圈104的高频阻抗，这样就可以大幅度抑制交流电中较高频率的部分电流，因此有效降低电磁干扰。
如图10为本发明第十实施例，所述第十实施例提供一种线圈104电连接方式。所述线圈104电连接方式应用于上述实施例中,所述功率转换电路板101上的无线充电交流电产生电路，一般采用桥式电路120实现，同时为了避免线圈104快速饱和而导通直流，因此会在桥式电路120与线圈104之间串联电容121。
所述线圈104具有两根或以上的引线接头，并且任意两根引线都可以组成一个子线圈，所述子线圈的一根引线与一组桥式电路120电连接。并另一根在每组子线圈上，沿着轴线投影的靠外侧的引线，与所述电容121相连，实现较优的电磁干扰抑制效果。
如图11所示，为使用本发明降噪设计前后的频谱图对比，只有全频域噪声信号强度线115上任一频率的噪声信号幅值低于允许的阈值线116，才符合低噪声的标准。在加入降噪设计前，在很多频率的位置都出现了噪声信号幅值高于阈值线116的现象，这是不满足低噪声标准的。在加入本发明的降噪设计后，所有频率的噪声信号强度都低于阈值线116，就满足了低噪声标准。
因此本发明一方面通过采用特殊结构的高频交流电缆，实现提高功率转换电路开关边沿频率与倍频的传输阻抗，抑制了功率转换电路开关边沿频率与倍频的干扰信号；
另一方面为无线能量传输线圈组提供与功率转换电路的交流低阻固定电平面电连接的稳定电势涡流阻尼器，稳定了无线能量传输线圈组的电势位，以及抑制功率传输电路工作频率倍频的交流电流，大幅度降低了相关的电磁干扰。从这两个方面，共同达到在很大范围内提升高频交流阻抗，降低电磁干扰干扰信号的目的，从而解决了电磁干扰问题。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种具有降噪设计的无线能量传输装置，所述无线能量传输装置包括功率转换电路板及无线能量传输线圈组，所述功率转换电路板通过高频功率电缆连接所述无线能量传输线圈组，其特征在于，
所述无线能量传输装置还包括稳定电势涡流阻尼器，所述稳定电势涡流阻尼器靠近所述无线能量传输线圈组，并所述稳定电势涡流阻尼器通过导体与所述功率转换电路板的交流低阻固定电平面连接。
2.根据权利要求1所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述高频电缆包括一个或多个用于低损耗传递高频交流电的基本单元，所述基本单元的空间构成了电感-电容低通滤波器。
3.根据权利要求2所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述基本单元包括至少一路正向高频低损耗电线及至少一路反向高频低损耗电线，所述正向高频低损耗电线与所述反向高频低损耗电线相互之间的空间结构包括平行、绞合、缠绕、编织和/或螺旋关系；
所述正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线分别与所述无线能量传输线圈组串联连接；
所述正向高频低损耗电线的路数与所述反向高频低损耗电线的路数不同，所述正向高频低损耗电线与所述反向高频低损耗电线处于紧贴状态，相互作用形成电容；
所述基本单元自身构成分布式电感-电容滤波器，以用于抑制电磁干扰。
4.根据权利要求2所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述基本单元包括至少一路正向高频低损耗电线、软磁材料及至少一路反向高频低损耗电线，所述正向高频低损耗电线、所述软磁材料与所述反向高频低损耗电线相互之间的空间结构包括平行、绞合、缠绕、编织和/或螺旋关系；
所述正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线分别与所述无线能量传输线圈组串联连接；
所述正向高频低损耗电线与所述反向高频低损耗电线处于紧贴状态，相互作用形成电容；
所述基本单元自身构成分布式电感-电容滤波器，以用于抑制电磁干扰。
5.根据权利要求4所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述的软磁材料具有导电特性。
6.根据权利要求2所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述基本单元包括正向高频低损耗电线、导电材料以及反向高频低损耗电线组成，所述正向高频低损耗电线、导电材料与反向高频低损耗电线相互之间的空间结构为平行、绞合、缠绕、编织和/或螺旋关系；
所述正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线分别与所述无线能量传输线圈组串联连接；
所述正向高频低损耗电线与反向高频低损耗电线处于紧贴状态，相互作用形成电容，所述导电材料用于增加电容的容值；
所述基本单元自身构成分布式电感-电容滤波器。
7.根据权利要求6所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述导电材料具有软磁特性。
8.根据权利要求1所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述无线能量传输线圈组包括线圈、及具有引导无线充电交变磁场的导磁材料；
所述线圈、导磁材料、及稳定电势涡流阻尼器，三者相邻紧靠设置。
9.根据权利要求8所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述稳定电势涡流阻尼器上方设置导磁材料，并在所述导磁材料上方设置所述线圈，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器沿着线圈轴线的最大投影长度D≥线圈最大投影长度d的1/8，所述稳定电势涡流阻尼器的几何中心距离线圈轴线距离s≤线圈最大投影长度d。
10.根据权利要求8所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述稳定电势涡流阻尼器采用与线圈相同轴心的扇形结构，并所述稳定电势涡流阻尼器下方设置所述线圈，所述线圈下方设置导磁材料，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器沿着线圈轴线的最大投影长度D≥线圈最大投影长度d的1/8，所述稳定电势涡流阻尼器的几何中心距离线圈轴线距离s≤线圈最大投影长度d。
11.根据权利要求8所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述稳定电势涡流阻尼器采用与线圈相同轴心的扇形结构，并所述稳定电势涡流阻尼器上方设置所述线圈，所述稳定电势涡流阻尼器下方设置导磁材料，三者同轴线相邻紧靠设置；
所述稳定电势涡流阻尼器沿着线圈轴线的最大投影长度D≥线圈最大投影长度d的1/8，所述稳定电势涡流阻尼器的几何中心距离线圈轴线距离s≤线圈最大投影长度d。
12.根据权利要求8所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述稳定电势涡流阻尼器为具有横截面的长线型导体材料，所述稳定电势涡流阻尼器缠绕或者紧贴在绕成所述线圈的导线侧边，在所述电势涡流阻尼器、及所述线圈下紧靠设置所述导磁材料；
所述稳定电势涡流阻尼器长度L≥线圈的导线长度的1/8。
13.根据权利要求1-12任意之一所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述无线能量传输装置还包括至少一路滤波电路板，
所述滤波电路板与所述功率转换电路板、无线能量传输线圈组、高频功率电缆实现电连接，具有滤除无线充电高频噪声的功能，以抑制电磁干扰；
所述滤波电路板可以电连接在所述功率转换电路板与所述高频功率电缆之间；
所述滤波电路板可以电连接在若干段相邻的所述高频功率电缆之间；
所述滤波电路板可以电连接在所述无线能量传输线圈组与所述高频功率电缆之间。
14.根据权利要求1-12任意之一所述一种具有降噪设计的无线能量传输装置，其特征在于，所述线圈包括至少一个子线圈，所述功率转换电路板上具有桥式电路；
所述子线圈具有两根引线，用于电连接所述桥式电路；
所述桥式电路的输出端与子线圈通过电容实现串联电连接；
所述子线圈的一根引线与一组桥式电路电连接，并另一根在子线圈沿着轴线投影的靠外侧的引线，与所述电容相连。
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