CN110350636A - 一种无线充电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线充电系统及方法，该无线充电系统包括：无线充电发射装置、中继传输装置和无线充电接收装置。当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈产生磁场，当第一接收线圈感应到第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。在本发明实施例中，通过调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率。

Description

一种无线充电系统及方法

技术领域

本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种无线充电系统及方法。

背景技术

随着无线充电技术的不断发展和进步，无线充电技术逐步应用于我们生活的各个领域。

目前的无线充电技术常采用电磁感应技术，电能发射端与电能接收端采用紧耦合的方式为无线充电设备进行充电，通过增大电能发射端线圈的体积和流过线圈的电流来增强磁场强度，进而增大电能的传输距离，但是，由于强磁场会对电能接收端周围的金属物体产生额外的热损耗，以及增大的电流会使电能发射端线圈产生损耗，造成无线充电设备和电能发射端线圈的温度过高，且温度的过高会降低电能接收端的充电功率，从而导致电能的传输效率降低。此外增大电能发射端线圈的体积和流过线圈的电流的方式，使得电能最大的传输距离只有45毫米，不能满足用户的性能需求。

因此，如何提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率，是本发明亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种无线充电系统及方法，以解决现有技术中无线充电系统的电能传输距离短且传输效率低的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面公开了一种无线充电系统，所述无线充电系统包括：无线充电发射装置、中继传输装置和无线充电接收装置；

所述中继传输装置设置在无线充电发射装置的第一发射线圈和无线充电接收装置的第一接收线圈之间；

所述中继传输装置包括第二接收线圈、第二发射线圈、阻抗匹配网络电路和磁屏蔽层；

所述第二接收线圈和所述第二发射线圈均设置在所述磁屏蔽层上；

所述第二接收线圈与第一发射线圈通过松耦合的方式连接，所述第二发射线圈与所述第一接收线圈通过紧耦合的方式连接；

所述阻抗匹配网络电路与所述第二接收线圈、所述第二发射线圈并联。当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场；

当所述第一接收线圈感应到所述第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将所述交流电转化成直流电为无线充电设备充电。

可选的，所述阻抗匹配网络电路包括：第一谐振电容和第二谐振电容；

所述第二接收线圈的一端与所述第二发射线圈的一端串联，所述第二接收线圈与所述第一谐振电容并联，所述第一谐振电容的一端与所述第二谐振电容的一端串联，所述第二谐振电容另一端与所述第二发射线圈的另一端串联；

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述第一谐振电容与所述第二谐振电容的电容值，当所述第一谐振电容与所述第二谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

可选的，所述阻抗匹配网络电路还包括：第三谐振电容；

所述第二接收线圈的一端与所述第二发射线圈的一端串联，所述第二接收线圈与所述第三谐振电容并联，所述第三谐振电容与所述第二发射线圈并联；

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电；根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述第三谐振电容的电容值；当所述第三谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

可选的，所述阻抗匹配网络电路还包括：第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容；

所述第二接收线圈与所述第四谐振电容并联，所述第二接收线圈的一端与所述第五谐振电容的一端串联，所述第二接收线圈的另一端与所述第六谐振电容的一端串联，所述第五谐振电容的另一端与所述第二发射线圈的一端串联，所述第六谐振电容的另一端与所述第二发射线圈的另一端串联；

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值；当第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

可选的，所述磁屏蔽层包括：第一隔磁片和第二隔磁片；

所述第二接收线圈设置在所述第一隔磁片上，所述第二发射线圈设置在所述第二隔磁片上，用于在所述无线充电接收装置为所述无线充电设备充电时，屏蔽所述无线充电接收装置周围多余的磁场。

可选的，所述第二接收线圈的尺寸具体通过第一发射线圈与第二接收线圈之间的耦合系数设定。

本发明第二方面公开了一种无线充电方法，适用于本发明第一方面公开的无线充电系统，所述无线充电系统包括无线充电发射装置、中继传输装置和无线充电接收装置，所述中继传输装置包括接收线圈、发送线圈、阻抗匹配网络电路和磁屏蔽层，该方法包括：

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场；

当所述第一接收线圈感应到所述第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将所述交流电转化成直流电为无线充电设备充电。

可选的，所述阻抗匹配网络电路包括：第一谐振电容和第二谐振电容，所述当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场，包括：

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述第一谐振电容与所述第二谐振电容的电容值；

当所述第一谐振电容与所述第二谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

可选的，所述阻抗匹配网络电路还包括：第三谐振电容，所述当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场，还包括：

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述第三谐振电容的电容值；

当所述第三谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

可选的，所述阻抗匹配网络电路还包括：第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容，所述当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场，还包括：

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值；

当第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

基于上述本发明实施例提供的一种无线充电系统及方法，该无线充电系统包括：无线充电发射装置、中继传输装置和无线充电接收装置。当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈产生磁场，当第一接收线圈感应到第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。在本发明实施例中，通过调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供一种无线充电系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种中继传输装置的侧面架构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种中继传输装置的正面架构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种中继传输装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种中继传输装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种无线充电方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

由背景技术可知，现有技术中，无线充电技术常采用电磁感应技术，电能发射端与电能接收端采用紧耦合的方式为无线充电设备进行充电，通过增大电能发射端线圈的体积和流过线圈的电流来增强磁场强度，进而增大电能的传输距离，但是，增大的电流会使电能发射端线圈产生损耗，造成无线充电设备和电能发射端线圈的温度过高，进而降低电能接收端的充电功率，从而导致电能的传输效率降低。此外增大电能发射端线圈的体积和流过线圈的电流的方式，使得电能最大的传输距离只有45毫米，不能满足用户的性能需求。

因此，本发明实施例提供了一种无线充电系统及方法，能够解决电能的传输效率降低，且电能的传输距离不能满足用户的性能需求的问题。

本发明通过电能可为手持设备、便携式设备或平板型设备等携带有电池的设备充电。

参考图1，为本发明实施例公开了一种无线充电系统的结构示意图，该无线充电系统的结构示意图，包括：无线充电发射装置100、中继传输装置200和无线接收装置300。

该中继传输装置200设置在无线充电发射装置100的第一发射线圈Lp和无线充电接收装置300的第一接收线圈Ls之间。

该中继传输装置200包括第二接收线圈L1、第二发射线圈L2、阻抗匹配网络电路和磁屏蔽层(图1中未示出)。

需要说明的是，该第一接收线圈Lp、第一接收线圈Ls、第二接收线圈L1和发送线圈L2均为电感线圈，该第二接收线圈L1和发送线圈L2可使用多股利兹线或柔性电路板FPC形式或其他制造工艺制作。

需要说明的是，该磁屏蔽层的材料可为铁氧体软磁片或纳米晶软磁片等其他隔磁材料，对此可根据实际情况而定，本申请不加以限制。

该第二接收线圈L1和第二发射线圈L2均设置在磁屏蔽层上。

该第二接收线圈L1与第一发射线圈Lp通过松耦合的方式连接，该第二发射线圈L2与第一接收线圈Ls通过紧耦合的方式连接。

该阻抗匹配网络电路与第二接收线圈L1、第二发射线圈L2并联。

当第二接收线圈L1感应到第一发射线圈Lp产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置100的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈L2，产生磁场。

具体的，当第二接收线圈L1感应到第一发射线圈Lp产生的磁场时，根据电磁感应原理感应耦合电能，从而产生交流电，根据无线充电发射装置100的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，当阻抗匹配网络电路的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，阻抗匹配网络电路达到最佳阻抗值，使得第二发射线圈L2交流电的电流降低2-3倍，并通过第二发射线圈L2，产生磁场。

需要说明的是，最佳阻抗值是指阻抗匹配网络电路中的容抗等于感抗时对应的电路的阻抗值。

当第一接收线圈Ls感应到第二发射线圈L1产生的磁场时产生交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。

具体的，当第一接收线圈Ls感应到第二发射线圈L1产生的磁场时，根据电磁感应原理感应耦合电能，产生交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。

在本发明实施例中，当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈产生磁场，当第一接收线圈感应到第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。本发明通过调节阻抗匹配网络电路，阻抗匹配网络电路达到最佳阻抗值，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率。

本发明实施例中，中继传输装置中的第二接收线圈L1、第二发射线圈L2和阻抗匹配网络电路可组成LC串谐振电路。

基于上述图1所示的无线充电系统，本发明实施例在具体实现中，还公开了图1示出的无线充电发射装置100、中继传输装置200中的LC串谐振电路和无线充电接收装置300的具体结构，如图3所示。

无线充电发射装置100包括：恒压源U0，由第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3及第四开关S4组成的全桥逆变电路，第一发射线圈Lp和第七谐振电容Cp构成的LC谐振电路。

其中，恒压源U0的一端与第一开关S1的一端连接，恒压源U0的另一端接地。

第一开关S1与恒压源U0的公共连接端与第二开关S2的一端连接，第一开关S1的另一端与第三开关S3的一端连接。

第三开关S3的另一端与第四开关S4的一端连接，第三开关S3与第四开关S4的公共连接端接地，第四开关S4的另一端与第二开关S2的另一端连接。

第一开关S1与第三开关S3的公共连接端与第一发射线圈Lp连接，第二开关S2与第四开关S4的公共连接端与第七电容Cp连接，第一发射线圈Lp与第七电容Cp串联。

可选的，中继传输装置200中的LC谐振电路包括：第二接收线圈L1、第二发射线圈L2、第一谐振电容C1和第二谐振电容C2。

其中，第二接收线圈L1的一端与第二发射线圈L2的一端串联，第二接收线圈L1与第一谐振电容C1并联，第一谐振电容C1的一端与第二谐振电容C2的一端串联，第二谐振电容C2另一端与第二发射线圈L2的另一端串联。

具体的，第二接收线圈L1一端的内径线头与第二发射线圈L2一端的外径线头连接，第二接收线圈L1线头与第一谐振电容C1并联，第一谐振电容C1的一端与第二谐振电容C2的一端串联，第二谐振电容C2另一端的线头与第二发射线圈L2的另一端串联。

无线充电接收装置300包括：无线接收装置的接收线圈Ls、第八谐振电容Cs和第九谐振电容Cd构成的滤波电路，由负载电阻R1、第一电容Cm、第二电容Cn、第三电容C、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3和第四整流二极管D4构成的整流电路和电池。

其中，第一接收线圈Ls的一端与第八谐振电容Cs的一端串联，第一接收线圈Ls的另一端与第九谐振电容Cd的一端串联，第八谐振电容Cs的另一端与第九谐振电容Cd的另一端串联。

第八谐振电容Cs与第九谐振电容Cd的公共连接端与第一电容Cm的一端连接，第一电容Cm的另一端与第五开关S5的一端连接，第一接收线圈Ls与第九电容Cd的公共连接端与第二电容Cn的一端连接，第二电容Cn的另一端与第六开关S6的一端连接，第五开关S5的另一端与第六开关S6的另一端连接，第五开关S5与第六开关S6的公共连接端连接负载电阻R1的一端，负载电阻R1的另一端接地。

第八谐振电容Cs与第九谐振电容Cd的公共连接端与第一整流二极管D1与第二整流二极管D2的公共连接端连接，无线接收装置的接收线圈Ls与第九电容Cd的公共连接端与第三整流二极管D3与第四整流二极管D4的公共连接端连接。

第一整流二极管D1的正极与第二整流二极管D2的负极连接，第一整流二极管D1的负极与第三整流二极管D3的负极连接，第三整流二极管D3的正极与第四整流二极管D4的负极连接，第二整流二极管D2的正极与第四整流二极管D4的正极连接。

电池的正极和负极分别设置有一个接线柱，并且每个接线柱分别连接一根导线。为了便于描述，将设置在正极的接线柱称为正极接线处，将设置在负极的接线柱称为负极接线柱。

第一整流二极管D1与第三整流二极管D3的公共连接端与电池的正极接线柱相连，第二整流二极管D2与第四整流二极管D4的公共连接端与电池的负极接线处相连。

需要说明的是，该电池可为锂离子电池、镍镉充电电池和镍氢充电电池等，本申请不加以限制。

该恒压源U0输出恒定直流电至全桥逆变电路，全桥逆变电路的控制第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3及第四开关S4闭合，将直流电转换成频率和电压任意可调的交流电。当交流电经过第七谐振电容Cp和第一发射线圈Lp时，在第一发射线圈Lp的上方产生变化的磁场。

具体的，当交流电经过第一发射线圈Lp和第七谐振电容Cp时，第七谐振电容Cp放电，第一发射线圈Lp开始有一个逆向的反冲电流，第一发射线圈Lp充电，当第一发射线圈Lp的电压达到最大时，第七谐振电容Cp放电完毕，之后第一发射线圈Lp开始放电，第七谐振电容Cp充电，这样的往复运作称为谐振，而此过程由于第一发射线圈Lp不断的充放电，于是就产生了变化的电磁场。

当位于第一接收线圈Lp上方的中继传输装置中的第二接收线圈L1感应第一发射线圈Lp产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置100的工作频率，调节第一谐振电容C1与第二谐振电容C2的电容值，当第一谐振电容C1与第二谐振电容C2的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈L2，产生磁场。

具体的，当位于第一接收线圈Lp上方的中继传输装置中的第二接收线圈L1感应第一发射线圈Lp产生的磁场时，根据电磁感应原理感应耦合电能，从而产生交流电，根据无线充电发射装置100的工作频率，调节第一谐振电容C1与第二谐振电容C2的电容值，当第一谐振电容C1与第二谐振电容C2的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，阻抗匹配网络电路达到最佳阻抗值，使得交流电的电流降低至第一接收线圈Lp产生交流电时的电流的2-3倍，并通过第二发射线圈L2，产生磁场。

当第一接收线圈Ls感应到第二发射线圈L1产生的磁场时，根据电磁感应原理感应耦合电能，产生交流电，该交流电经过全桥整流滤波电路滤除谐波成分以获得需要的交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。

具体的，当交流电流过滤波电路时，滤除谐波成分以获得需要的交流电；第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3和第四整流二极管D4导通，交流电流过负载电阻R1的同时，对第三电容C进行充电，当第三电容C的电压达到最大开始向负载电阻R1放电，使得流经电池的电压较为平直即将交流电转换成直流电为电池充电。

在本发明实施例中，当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节第一谐振电容和第二谐振电容，当第一谐振电容与第二谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈产生磁场，当第一接收线圈感应到第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。本发明中通过调节阻抗匹配网络电路的第一谐振电容和第二谐振电容的电容值，使得第一谐振电容和第二谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率，且使阻抗网络电路的线损最低，进而提高无线充电系统的使用寿命。

基于上述图2所示的LC串谐振电路。在具体应用中，LC谐振电路中的第二接收线圈L1和第二发射线圈L2均设置在磁隔片上，如图4和图5所示，该中继传输装置包括第二接收线圈L1、第二发射线圈L2、第一谐振电容C1、第二谐振电容C2和磁屏蔽层。

该磁屏蔽层包括：第一隔磁片和第二隔磁片。

第二接收线圈L1设置在第一隔磁片上，第二发射线圈L2设置在第二隔磁片上，即第二接收线圈L1和第二发射线圈L2的位置是分离的，在无线充电接收装置300为无线充电设备充电时，屏蔽无线充电接收装置300周围多余的磁场。

第二接收线圈L1、第二发射线圈L2通过导线a串联在同一平面上，第二谐振电容C2设置在导线a和导线b之间与第二接收线圈L1并联，第一谐振电容C1设置在导线b上与第二谐振电容C2，第一谐振电容C1与第二发射线圈L2串联。

具体的，当第二接收线圈L1感应到第一发射线圈Lp产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置100的工作频率，调节第一谐振电容C1与第二谐振电容C2的电容值；当第一谐振电容C1与第二谐振电容C2的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈，产生磁场。

需要说明的是，第二接收线圈L1的直径大于第二发射线圈L2的直径。

需要说明的是，第二接收线圈L1的尺寸大小具体通过电磁仿真软件仿真第一发射线圈Lp与第二接收线圈L1之间的耦合系数，使其耦合系数达到最大，从而确定第二接收线圈L1尺寸。

进一步的，由于第二发射线圈L2与第一接收线圈Ls之间是通过紧耦合的方式连接的，因此第二发射线圈L2的尺寸与第一接收线圈Ls的尺寸大致相同。使得第二发射线圈L2与第一接收线圈Ls之间的耦合系数最大。

需要说明的是，第一隔磁片和第二隔磁片的直径略大于第二接收线圈L1和第二发射线圈L2的直径。

在本发明实施例中，中继传输装置中的隔磁片可以屏蔽无线充电接收装置周围多余磁场，降低无线充电设备的温度提升速度，从而克服无线充电设备由于温度升的过高而导致充电效率慢的问题。同时，使得第一发射线圈Lp和第二接收线圈L1之间，第二发射线圈L2与第一接收线圈Ls之间的耦合系数最大，可以进一步提高无线充电设备的充电效率。

为了更好的解释上述本发明实施例公开的中继传输装置，下面以手机的无线充电具体实例为例，进行具体说明。

假设无线充电发射装置100可设置在充电器上，无线充电接收装置300可设置在手机上，与手机中的电池相连。

中继传输装置中的第一隔磁片的正面可放置有第二接收线圈L1，第一隔磁片的背面可设置在具有一定厚度的桌板背部，第二隔磁片的背面设置有第二发射线圈，第二隔磁片的背面可放置在具有一定厚度的桌板上方。

充电器上的恒压源输出恒定直流电，经过无线充电发射装置的全桥逆变电路，直流电转换成频率和电压任意可调的交流电。当交流电经过LC谐振电路时，在第一发射线圈Lp的上方产生变化的磁场。

第一隔磁片的正面的第二接收线圈L1感应到第一发射线圈Lp产生的磁场时，根据电磁感应原理感应耦合电能，从而产生交流电，根据无线充电发射装置100的工作频率，调节第一谐振电容C1与第二谐振电容C2的电容值，当第一谐振电容C1与第二谐振电容C2的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，匹配阻抗电路的容抗达到最佳阻抗值，使得交流电的电流降低2-3倍，并通过第二发射线圈L2，产生磁场。

当手机放置在第二隔磁片的正面上方时，手机中的无线接收装置的第一接收线圈Ls感应到第二隔磁片下方的第一发射线圈L2产生的磁场时，产生交流电，并将交流电转化成直流电为手机电池充电。

第一隔磁片和第二隔磁片，在手机放置在第二隔磁片的正面上方时，屏蔽手机周围多余的磁场。

本发明实施例中，将手机放置第二隔磁片上时，第一隔磁片和第二隔磁片可以在屏蔽手机周围多余的磁场，且通过设置中继传输装置，能够能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率。

基于上述本发明实施例公开的图2示出的无线充电系统，如图5所示，可选的，该中继传输装置200，包括第二接收线圈L1、第二发射线圈L2、第三谐振电容C3和磁屏蔽层(图5中未示出)。

第二接收线圈L1的一端与第二发射线圈L2的一端串联，第二接收线圈L1与第三谐振电容C3并联，第三谐振电容C3与第二发射线圈L2并联。

当第二接收线圈L1感应到第一发射线圈Ls产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置100的工作频率，调节第三谐振电容C3的电容值；当第三谐振电容C3的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈L2，产生磁场。

其中，针对阻抗匹配网络电路中调节第三谐振电容C3的电容值的过程与上述图2示出的阻抗匹配网络电路调节电容值的过程相同，此处不在赘述。

在本发明实施例中，通过调节阻抗匹配网络电路的第三谐振电容的电容值，使得第三谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率，阻抗匹配网络电路到达最佳阻抗值，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率，且使阻抗匹配网络电路的线损最低，进而提高无线充电系统的使用寿命。

基于上述本发明实施例公开的图2示出的无线充电系统，如图6所示，可选的，该中继传输装置200，包括第二接收线圈L1、第二发射线圈L2、第四谐振电容C4、第五谐振电容C5、第六谐振电容C6和磁屏蔽层(图6中未示出)。

第二接收线圈L1与第四谐振电容C4并联，第二接收线圈L1的一端与第五谐振电容C5的一端串联，第二接收线圈L1的另一端与第六谐振电容C6的一端串联，第五谐振电容C5的另一端与第二发射线圈L2的一端串联，第六谐振电容C6的另一端与第二发射线圈L2的另一端串联。

当第二接收线圈L1感应到第一发射线圈Lp产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置100的工作频率，调节第四谐振电容C4、第五谐振电容C5和第六谐振电容C6的电容值；当第四谐振电容C4、第五谐振电容C5和第六谐振电容C6的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈L2，产生磁场。

其中，针对阻抗匹配网络电路中调节第四谐振电容C4、第五谐振电容C5和第六谐振电容C6的电容值的过程与上述图2示出的阻抗匹配网络电路调节电容值的过程相同，此处不在赘述。

在本发明实施例中，通过调节阻抗匹配网络电路的第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值，使得第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率，阻抗匹配网络电路到达最佳阻抗值，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率，且使阻抗匹配网络电路的线损最低，进而提高无线充电系统的使用寿命。

基于上述图2、图5和图6所示的LC谐振电路的结构外，还包括其他能够使阻抗匹配网络电路到达最佳阻抗值，并使其交流电的电流降低的LC谐振串并联电路的结构，对此可根据实际情况而定，本申请不加以限制。

基于上述本发明实施例公开的一种无线充电系统，本发明实施例还对应公开了一种无线充电方法。如图7所示，为本发明实施例提供了一种无线充电方法的流程示意图。该无线充电方法包括：

步骤S701：当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈，产生磁场。

步骤S702：当第一接收线圈感应到第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。

需要说明的是，上述本发明实施例公开的无线充电方法中的各个步骤具体的原理和执行过程，与上述本发明实施无线充电装置相同，可参见上述本发明实施例公开的无线充电装置中相应的部分，这里不再进行赘述。

在本发明实施例中，当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈产生磁场。当第一接收线圈感应到第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将交流电转化成直流电为无线充电设备充电。本发明中，通过调节阻抗匹配网络电路，阻抗匹配网络电路达到最佳阻抗值，使得第二发射线圈交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率。

基于上述本发明实施例图2公开的阻抗匹配网络电路，阻抗匹配网络电路包括：第一谐振电容和第二谐振电容。

因此，在上述本发明实施例示出的步骤S701中具体当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈，产生磁场，包括：

当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节第一谐振电容与第二谐振电容的电容值。

当第一谐振电容与第二谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈，产生磁场。

在本发明实施例中，通过调节第一谐振电容和第二谐振电容的电容值，使得第一谐振电容和第二谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率，且使阻抗匹配网络电路的线损最低，进而提高无线充电系统的使用寿命。

基于上述本发明实施例图5公开的阻抗匹配网络电路，该阻抗匹配网络电路包括：第三谐振电容。

因此，在上述本发明实施例示出的步骤S701中具体当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈，产生磁场，包括：

当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节第三谐振电容的电容值，当第三谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈，产生磁场。

在本发明实施例中，通过调节第三谐振电容的电容值，使得第三谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率，且使阻抗匹配网络电路的线损最低，进而提高无线充电系统的使用寿命。

基于上述本发明实施例图6公开的阻抗匹配网络电路，阻抗匹配网络电路包括：第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容。

因此，在上述本发明实施例示出的步骤S701中具体当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节阻抗匹配网络电路，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈，产生磁场，包括：

当第二接收线圈感应到第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值。

当第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过第二发射线圈，产生磁场。

在本发明实施例中，通过调节第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值，使得第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近工作频率，使得交流电的电流降低，能够提高无线充电系统的电能传输距离及传输效率，且使阻抗匹配网络电路的线损最低，进而提高无线充电系统的使用寿命。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统包括：无线充电发射装置、中继传输装置和无线充电接收装置；

所述中继传输装置设置在无线充电发射装置的第一发射线圈和无线充电接收装置的第一接收线圈之间；

所述中继传输装置包括第二接收线圈、第二发射线圈、阻抗匹配网络电路和磁屏蔽层；

所述第二接收线圈和所述第二发射线圈均设置在所述磁屏蔽层上；

所述第二接收线圈与第一发射线圈通过松耦合的方式连接，所述第二发射线圈与所述第一接收线圈通过紧耦合的方式连接；

所述阻抗匹配网络电路与所述第二接收线圈、所述第二发射线圈并联；当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场；

当所述第一接收线圈感应到所述第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将所述交流电转化成直流电为无线充电设备充电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阻抗匹配网络电路包括：第一谐振电容和第二谐振电容；

所述第二接收线圈的一端与所述第二发射线圈的一端串联，所述第二接收线圈与所述第一谐振电容并联，所述第一谐振电容的一端与所述第二谐振电容的一端串联，所述第二谐振电容另一端与所述第二发射线圈的另一端串联；

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述第一谐振电容与所述第二谐振电容的电容值，当所述第一谐振电容与所述第二谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阻抗匹配网络电路还包括：第三谐振电容；

所述第二接收线圈的一端与所述第二发射线圈的一端串联，所述第二接收线圈与所述第三谐振电容并联，所述第三谐振电容与所述第二发射线圈并联；

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电；根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述第三谐振电容的电容值；当所述第三谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阻抗匹配网络电路还包括：第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容；

所述第二接收线圈与所述第四谐振电容并联，所述第二接收线圈的一端与所述第五谐振电容的一端串联，所述第二接收线圈的另一端与所述第六谐振电容的一端串联，所述第五谐振电容的另一端与所述第二发射线圈的一端串联，所述第六谐振电容的另一端与所述第二发射线圈的另一端串联；

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值；当第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁屏蔽层包括：第一隔磁片和第二隔磁片；

所述第二接收线圈设置在所述第一隔磁片上，所述第二发射线圈设置在所述第二隔磁片上，用于在所述无线充电接收装置为所述无线充电设备充电时，屏蔽所述无线充电接收装置周围多余的磁场。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二接收线圈的尺寸具体通过第一发射线圈与第二接收线圈之间的耦合系数设定。

7.一种无线充电方法，其特征在于，适用于权利要求1-6中任一项所述的无线充电系统，所述无线充电系统包括无线充电发射装置、中继传输装置和无线充电接收装置，所述中继传输装置包括接收线圈、发送线圈、阻抗匹配网络电路和磁屏蔽层，该方法包括：

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场；

当所述第一接收线圈感应到所述第二发射线圈产生的磁场时产生交流电，并将所述交流电转化成直流电为无线充电设备充电。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阻抗匹配网络电路包括：第一谐振电容和第二谐振电容，所述当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场，包括：

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述第一谐振电容与所述第二谐振电容的电容值；

当所述第一谐振电容与所述第二谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阻抗匹配网络电路还包括：第三谐振电容，所述当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场，还包括：

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述第三谐振电容的电容值；

当所述第三谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阻抗匹配网络电路还包括：第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容，所述当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据所述无线充电发射装置的工作频率，调节所述阻抗匹配网络电路，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场，还包括：

当所述第二接收线圈感应到所述第一发射线圈产生的磁场时，产生交流电，根据无线充电发射装置的工作频率，调节第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值；

当第四谐振电容、第五谐振电容和第六谐振电容的电容值对应的谐振频率点趋近所述工作频率时，使得所述交流电的电流降低，并通过所述第二发射线圈，产生磁场。