CN112462170A - 一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于无线充电线圈测试的平衡‑不平衡转换电路，通过引入巴伦模块，可以实现在低损耗的情况下，对充电线圈谐振频率偏移进行一定的抑制，可以实现在较宽的频带内对无线充电系统实现阻抗匹配，从而降低由于加工容差因素引起的测试误差。通过在无线充电效率测试系统中引入平衡‑不平衡转换电路，可以通过矢量网络分析仪、示波器等仪器直观地观察或获得无线充电的传输效率结果，实现无源测试，并且，通过在无线充电效率测试系统中引入误差修正电路，可以对传输效率测试结果进行修正，提高准确率。

Description

一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路。
背景技术
传统的电感耦合无线充电仅能在短距离内进行无线电力传输。基于磁共振耦合的无线充电系统可在中等传输范围内实现高效率，近年来成为研究和应用热点。
线圈馈电电路的设计对于发射线圈或接收线圈的阻抗匹配起着重要的作用。在实验中，线圈的加工容差和电容加载误差在测量过程中是不可避免的，这两项误差会产生线圈自谐振偏移现象。由于用于无线电力传输的线圈的带宽一般都比较窄，因此，上述两项误差会对整个传输效率的测量产生巨大影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路，用以更容易地实现准确测量无线充电系统的充电效率。
因此，本发明提供了一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路，包括：第一电路板，位于所述第一电路板正面的第一巴伦模块、谐振电容、第一连接器焊盘、第一线圈焊盘和第二线圈焊盘，位于所述第一电路板背面的相互绝缘的第二连接器焊盘和第三连接器焊盘，以及分别与所述第一连接器焊盘、所述第二连接器焊盘和所述第三连接器焊盘连接的第一连接器接头；其中，
所述第一线圈焊盘通过连接线与所述谐振电容的一个端口连接，所述谐振电容的另一个端口通过连接线与所述第一巴伦模块的第一端口连接；
所述第二线圈焊盘通过连接线与所述第一巴伦模块的第二端口连接，所述第一巴伦模块的第三端口通过连接线与所述第一连接器焊盘连接，所述第一巴伦模块的第四端口、第五端口和第六端口接地；
所述第一电路板的正面和背面附铜，所述第一电路板平行于所述连接线延伸方向的两个侧边具有均匀排列的多个圆形过孔，所述第一电路板的正面通过各所述圆形过孔与背面电性连接。
本发明还提供了一种无线充电效率测试系统，包括：测量仪器、发射端平衡-不平衡转换电路、发射端充电线圈、接收端平衡-不平衡转换电路以及接收端充电线圈；其中，所述发射端平衡-不平衡转换电路和所述接收端平衡-不平衡转换电路分别为本发明提供的上述平衡-不平衡转换电路；
所述测量仪器的发射端口在测试阶段通过线缆与所述发射端平衡-不平衡转换电路的第一连接器接头连接，所述发射端充电线圈的两端分别与所述发射端平衡-不平衡转换电路的第一线圈焊盘和第二线圈焊盘连接；
所述测量仪器的接收端口在测试阶段通过线缆与所述接收端平衡-不平衡转换电路的第一连接器接头连接，所述接收端充电线圈的两端分别与所述接收端平衡-不平衡转换电路的第一线圈焊盘和第二线圈焊盘连接；
所述发射端充电线圈与所述接收端充电线圈平行且圆心等高对准放置，通过磁共振产生无线电力传输。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，所述发射端充电线圈和所述接收端充电线圈分别包括：底座、固定在所述底座上的内芯和以螺旋状缠绕在所述内芯上的包裹绝缘层的金属线；
所述发射端充电线圈的两端裸露出金属线，分别与所述发射端平衡-不平衡转换电路的第一线圈焊盘和第二线圈焊盘连接；
所述接收端充电线圈的两端裸露出金属线，分别与所述接收端平衡-不平衡转换电路的第一线圈焊盘和第二线圈焊盘连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，还包括：位于所述发射端充电线圈与所述接收端充电线圈之间的至少一个中继充电线圈；
所述中继充电线圈分别与所述发射端充电线圈和所述接收端充电线圈平行且圆心等高对准放置。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，还包括：用于对无线充电效率测试系统的传输效率测试的误差进行修正的误差修正电路；
所述误差修正电路包括：第二电路板，位于所述第二电路板正面的第二巴伦模块、第三巴伦模块、第四连接器焊盘和第五连接器焊盘，位于所述第二电路板背面的相互绝缘的第六连接器焊盘、第七连接器焊盘、第八连接器焊盘和第九连接器焊盘，分别与所述第四连接器焊盘、所述第六连接器焊盘和所述第七连接器焊盘连接的第二连接器接头，以及分别与所述第五连接器焊盘、所述第八连接器焊盘和所述第九连接器焊盘连接的第三连接器接头；其中，
所述测量仪器的发射端口在修正阶段通过线缆与所述第二连接器接头连接，所述测量仪器的接收端口在修正阶段通过线缆与所述第三连接器接头连接；
所述第四连接器焊盘通过连接线与所述第二巴伦模块的第一端口连接，所述第二巴伦模块的第二端口通过连接线与所述第三巴伦模块的第一端口连接，所述第二巴伦模块的第三端口通过连接线与所述第三巴伦模块的第二端口连接，所述第三巴伦模块的第三端口通过连接线与所述第五连接器焊盘连接；所述第二巴伦模块的第四端口、第五端口和第六端口接地；所述第三巴伦模块的第四端口、第五端口和第六端口接地；
所述第二电路板的正面和背面附铜，所述第二电路板平行于所述连接线延伸方向的两个侧边具有均匀排列的多个圆形过孔，所述第二电路板的正面通过各所述圆形过孔与背面电性连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，无线充电频率的范围为10MHz～20MHz。
本发明提供的上述用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路，通过引入巴伦模块，可以实现在低损耗的情况下，对充电线圈谐振频率偏移进行一定的抑制，可以实现在较宽的频带内对无线充电系统实现阻抗匹配，从而降低由于加工容差因素引起的测试误差。通过在无线充电效率测试系统中引入平衡-不平衡转换电路，可以通过矢量网络分析仪、示波器等仪器直观地观察或获得无线充电的传输效率结果，实现无源测试，并且，通过在无线充电效率测试系统中引入误差修正电路，可以对传输效率测试结果进行修正，提高准确率。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路的正面结构示意图；
图2为本发明提供的一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路的背面结构示意图；
图3为本发明提供的一种无线充电效率测试系统在测试阶段的结构示意图；
图4为本发明提供的一种无线充电效率测试系统中误差修正电路的正面结构示意图；
图5为本发明提供的一种无线充电效率测试系统中误差修正电路的背面结构示意图；
图6为本发明提供的一种无线充电效率测试系统在修正阶段的结构示意图；
图7为本发明实施例1中两线圈形式的无线充电系统的仿真、实测效率曲线图。
附图标记说明：1、第一电路板；2、第一巴伦模块；3、谐振电容；4、第一连接器焊盘；5、第一线圈焊盘；6、第二线圈焊盘；7、第二连接器焊盘；8、第三连接器焊盘；9、第一连接器接头；10、连接线；11、圆形过孔；12、测量仪器；13、发射端平衡-不平衡转换电路；14、发射端充电线圈；15、接收端平衡-不平衡转换电路；16、接收端充电线圈；17、线缆；18、底座；19、内芯；20、金属线；21、误差修正电路；22、第二电路板；23、第二巴伦模块；24、第三巴伦模块；25、第四连接器焊盘；26、第五连接器焊盘；27、第六连接器焊盘；28、第七连接器焊盘；29、第八连接器焊盘；30、第九连接器焊盘；31、第二连接器接头；32、第三连接器接头；33和34、焊接谐振电容的焊盘；35～40、焊接第一巴伦模块的六个焊盘；41、微带连接线；42～47、焊接第二巴伦模块的六个焊盘；48～53、焊接第三巴伦模块的六个焊盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本发明。
本发明提供的一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路，如图1和图2所示，包括：第一电路板1，位于第一电路板1正面(如图1所示)的第一巴伦模块2、谐振电容3、第一连接器焊盘4、第一线圈焊盘5和第二线圈焊盘6，位于第一电路板1背面(如图2所示)的相互绝缘的第二连接器焊盘7和第三连接器焊盘8，以及分别与第一连接器焊盘4、第二连接器焊盘7和第三连接器焊盘8连接的第一连接器接头9；其中，
第一线圈焊盘5通过连接线10与谐振电容3的一个端口连接，谐振电容3的另一个端口通过连接线10与第一巴伦模块2的第一端口连接；
第二线圈焊盘6通过连接线10与第一巴伦模块2的第二端口连接，第一巴伦模块2的第三端口通过连接线10与第一连接器焊盘4连接，第一巴伦模块2的第四端口、第五端口和第六端口接地；
第一电路板1的正面和背面附铜，第一电路板1平行于连接线10延伸方向的两个侧边具有均匀排列的多个圆形过孔11，第一电路板1的正面通过各圆形过孔11与背面电性连接。
本发明提供的上述用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路，是指在利用矢量网络分析仪对无线充电系统中的传输效率进行测试时，介于充电线圈和矢量网络分析仪连接线之间的平衡-不平衡转换电路，该电路满足无线充电系统宽频带内阻抗匹配，适用于无线充电系统的效率测量，含有谐振电容可以实现磁共振线圈的自谐振。本发明提供的上述用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路，既可以用于无线充电的发射单元，即上述平衡-不平衡转换电路与测量仪器的发射端口连接，也可以用于无线充电的接收单元，即上述平衡-不平衡转换电路与测量仪器的接收端口连接。本发明提供的上述用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路中的巴伦模块，也称为平衡-不平衡模块，广泛应用于天线测量，是连接平衡传输线和非平衡传输线的一种变压器，可以将非平衡信号转化为平衡信号，也可以将平衡信号转化为非平衡信号，还可以进行阻抗转换以实现天线阻抗匹配。
需要说明的是，在本发明提供的上述用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路中，连接线可以为微带连接线，或者，也可以为带状连接线，在此不做限定。第一连接器接头可以为SMA接头；或者，也可以为BNC接头；在此不做限定。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种无线充电效率测试系统，如图3所示，包括：测量仪器12、发射端平衡-不平衡转换电路13、发射端充电线圈14、接收端平衡-不平衡转换电路15以及接收端充电线圈16；其中，发射端平衡-不平衡转换电路13和接收端平衡-不平衡转换电路15分别为本发明提供的上述平衡-不平衡转换电路；
测量仪器12的发射端口在测试阶段通过线缆17与发射端平衡-不平衡转换电路13的第一连接器接头9连接，发射端充电线圈14的两端分别与发射端平衡-不平衡转换电路13的第一线圈焊盘5和第二线圈焊盘6连接；
测量仪器12的接收端口在测试阶段通过线缆17与接收端平衡-不平衡转换电路15的第一连接器接头9连接，接收端充电线圈16的两端分别与接收端平衡-不平衡转换电路15的第一线圈焊盘5和第二线圈焊盘6连接；
发射端充电线圈14与接收端充电线圈16平行且圆心等高对准放置，通过磁共振产生无线电力传输。
本发明提供的上述无线充电效率测试系统，通过引入平衡-不平衡电路，可以通过矢量网络分析仪、示波器等仪器直观地观察或获得无线充电的传输效率结果，实现无源测试；通过巴伦模块，可以实现在低损耗的情况下，对线圈谐振频率偏移进行一定的抑制，可以实现在较宽的频带内对无线充电系统实现阻抗匹配，从而降低由于加工容差因素引起的测试误差。
在具体实施时，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，测量仪器可以为用于测量散射参数的矢量网络分析仪；或者，测量仪器也可以为用于观察信号的波形、相位等参数的示波器；在此不做限定。
在具体实施时，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，发射端充电线圈的两端分别与发射端平衡-不平衡转换电路的第一线圈焊盘和第二线圈焊盘的连接，可以通过焊接的方式来实现；接收端充电线圈的两端分别与接收端平衡-不平衡转换电路的第一线圈焊盘和第二线圈焊盘的连接，可以通过焊接的方式来实现。
在具体实施时，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，如图3所示，发射端充电线圈14和接收端充电线圈16可以分别包括：底座18、固定在底座18上的内芯19和以螺旋状缠绕在内芯19上的包裹绝缘层的金属线20；发射端充电线圈14的两端裸露出金属线20，分别与发射端平衡-不平衡转换电路13的第一线圈焊盘5和第二线圈焊盘6连接，从而可以实现发射端充电线圈14与发射端平衡-不平衡转换电路13的连接；接收端充电线圈16的两端裸露出金属线20，分别与接收端平衡-不平衡转换电路15的第一线圈焊盘5和第二线圈焊盘6连接，从而可以实现接收端充电线圈16与接收端平衡-不平衡转换电路15的连接。具体地，内芯19可以选择聚氟乙烯材料，金属线20可以选择铜线。
需要说明的是，本发明提供的上述无线充电效率测试系统，并非局限于两线圈的无线充电场景，还可以拓展至中间增加中继线圈的多线圈充电场景。因此，本发明提供的上述无线充电效率测试系统，还可以包括：位于发射端充电线圈与接收端充电线圈之间的至少一个中继充电线圈；中继充电线圈分别与发射端充电线圈和接收端充电线圈平行且圆心等高对准放置，以实现发射端充电线圈与最邻近的中继充电线圈之间、每相邻的两个中继充电线圈之间以及接收端充电线圈与最邻近的中继充电线圈之间通过磁共振产生无线电力传输。需要说明的是，中继充电线圈的结构与发射端充电线圈的结构相同，在此不做赘述。
较佳地，为了修正无线充电效率测试系统的传输效率测试的误差，降低巴伦模块的损耗影响，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，如图4～图6所示，还可以包括：用于对无线充电效率测试系统的传输效率测试的误差进行修正的误差修正电路21；误差修正电路21，如图4和图5所示，可以包括：第二电路板22，位于第二电路板22正面(如图4所示)的第二巴伦模块23、第三巴伦模块24、第四连接器焊盘25和第五连接器焊盘26，位于第二电路板22背面(如图5所示)的相互绝缘的第六连接器焊盘27、第七连接器焊盘28、第八连接器焊盘29和第九连接器焊盘30，分别与第四连接器焊盘25、第六连接器焊盘27和第七连接器焊盘28连接的第二连接器接头31，以及分别与第五连接器焊盘26、第八连接器焊盘29和第九连接器焊盘30连接的第三连接器接头32；其中，测量仪器12的发射端口在修正阶段通过线缆17与第二连接器接头31连接，测量仪器12的接收端口在修正阶段通过线缆17与第三连接器接头32连接；第四连接器焊盘25通过连接线10与第二巴伦模块23的第一端口连接，第二巴伦模块23的第二端口通过连接线10与第三巴伦模块24的第一端口连接，第二巴伦模块23的第三端口通过连接线10与第三巴伦模块24的第二端口连接，第三巴伦模块24的第三端口通过连接线10与第五连接器焊盘26连接；第二巴伦模块23的第四端口、第五端口和第六端口接地；第三巴伦模块24的第四端口、第五端口和第六端口接地；第二电路板22的正面和背面附铜，第二电路板22平行于连接线10延伸方向的两个侧边具有均匀排列的多个圆形过孔11，第二电路板22的正面通过各圆形过孔11与背面电性连接。
在具体实施时，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，第二连接器接头可以为SMA接头；或者，也可以为BNC接头；在此不做限定。第三连接器接头可以为SMA接头；或者，也可以为BNC接头；在此不做限定。
在具体实施时，在本发明提供的上述无线充电效率测试系统中，无线充电频率的范围可以为10MHz～20MHz。
下面通过一个具体的实施例对本发明提供的上述无线充电效率测试系统的具体实施进行详细说明。
实施例1：
发射端充电线圈的线圈直径为a1＝80mm，线圈高度为b1＝0.8mm，铜线粗c1＝0.25mm，绕线n1＝10圈。如图1～图3所示，发射端平衡-不平衡转换电路的具体电路板图解释如下：发射端充电线圈14的两端分别通过铜线连接至发射端平衡-不平衡转换电路13的第一电路板1正面的第一线圈焊盘5和第二线圈焊盘6处，第一线圈焊盘5通过连接线10连接至容值e pF的谐振电容3的一个端口处，谐振电容3焊接在两个焊盘33和34处，谐振电容3的另一端口通过连接线10连接至第一巴伦模块2(型号为TDK ATB3225-50011CT)的第一端口处，第二线圈焊盘6通过连接线10连接至第一巴伦模块2的第二端口处，第一巴伦模块2的第三端口通过连接线10连接至第一连接器焊盘4处，第一巴伦模块2的第四端口、第五端口和第六端口接地，第一巴伦模块2焊接在六个焊盘35～40上。第一电路板1正面的第一连接器焊盘4以及背面的第二连接器焊盘7和第三连接器焊盘8分别与第一连接器接头9连接，第二连接器焊盘7和第三连接器焊盘8分别通过微带连接线41接参考地，第二连接器焊盘7和第三连接器焊盘8相对于第一连接器焊盘4接地，第一连接器接头9通过线缆17连接至矢量网络分析仪的发射端口处。第一电路板1的正面和背面附铜，两侧设有均匀排列的圆形过孔11，圆形过孔11连接第一电路板1的正面和背面。接收端充电线圈的各项参数与发射端充电线圈的各项参数相同，接收端充电线圈的线圈直径为a2＝80mm，线圈高度为b2＝0.8mm，铜线粗c2＝0.25mm，绕线n2＝10圈，发射端充电线圈与接收端充电线圈平行且圆心等高对准放置，圆心距离为d＝80mm。接收端充电线圈、接收端平衡-不平衡转换电路及测量仪器发射端口的连接，与发射端充电线圈、发射端平衡-不平衡转换电路及测量仪器接收端口的连接类似，在此不做赘述。
通过上述连接后，可以通过矢量网络分析仪测量S参数，利用S12参数的平方代表所测得的传输效率的高低。平衡-不平衡转换电路既可以使线圈传输的无线能量在示波器或矢量网络分析仪中被直观地观察和测量，又能实现在传输频带内的阻抗匹配。然而，由于巴伦模块及平衡-不平衡转换电路本身具有一定损耗，因此，需要补充一个误差修正电路来提高测量精度。
如图4～图6所示，用于修正无线充电效率测试系统的误差修正电路的具体电路板图解释如下：用于无源测量的矢量网络分析仪的发射端口通过线缆连接至误差修正电路的第二连接器接头31，第二连接器接头31分别与第二电路板22正面的第四连接器焊盘25、背面的第六连接器焊盘27和第七连接器焊盘28连接，第四连接器焊盘25通过连接线10连接至第二巴伦模块23，第六连接器焊盘27和第七连接器焊盘28分别通过微带连接线41接参考地，第六连接器焊盘27和第七连接器焊盘28相对于第四连接器焊盘25接地；同理，矢量网络分析仪的接收端口通过线缆连接至误差修正电路的第三连接器接头32，第三连接器接头32分别与第二电路板22正面的第五连接器焊盘26、背面的第八连接器焊盘29和第九连接器焊盘30连接，第五连接器焊盘26通过连接线10连接至第三巴伦模块24，第八连接器焊盘29和第九连接器焊盘30分别通过微带连接线41接参考地，第八连接器焊盘29和第九连接器焊盘30相对于第五连接器焊盘26接地。第二巴伦模块23和第三巴伦模块24分别焊接在六个焊盘42～47和六个焊盘48～53上，两个巴伦模块之间通过连接线10连接，从而达到测试时只测电路以及巴伦模块的损耗的目的。通过上述连接后，可以通过矢量网络分析仪测量S参数，得到误差修正电路对应频点的S12数据；将误差修正前测试得到的S12数据与误差修正电路对应频点的S12数据相除后求平方，即为无线充电效率测试系统所测得的传输效率。
如图7所示，为两线圈形式的无线充电系统的仿真、实测效率曲线。由于自谐振加载电容的存在，两线圈均谐振在13.7MHz，在仿真时传输效率在谐振频点的最大效率值为88.9％。本发明提供的上述无线充电效率测试系统未经误差修正电路修正的原始测试效率值为51.4％，经过误差修正电路的修正后得到的最终测试效率值为83.4％，修正后得到的测试效率值83.4％与仿真时的最大效率值88.9％相近，在整个测试频段10MHz-18MHz均有精度的大幅提升，说明本发明中的误差修正电路可以修正大部分电路中的损耗，同时还可以较为准确地评估无线充电系统的传输效率。
本发明提供的上述用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路，通过引入巴伦模块，可以实现在低损耗的情况下，对充电线圈谐振频率偏移进行一定的抑制，可以实现在较宽的频带内对无线充电系统实现阻抗匹配，从而降低由于加工容差因素引起的测试误差。通过在无线充电效率测试系统中引入平衡-不平衡转换电路，可以通过矢量网络分析仪、示波器等仪器直观地观察或获得无线充电的传输效率结果，实现无源测试，并且，通过在无线充电效率测试系统中引入误差修正电路，可以对传输效率测试结果进行修正，提高准确率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种用于无线充电线圈测试的平衡-不平衡转换电路，其特征在于，包括：第一电路板(1)，位于所述第一电路板(1)正面的第一巴伦模块(2)、谐振电容(3)、第一连接器焊盘(4)、第一线圈焊盘(5)和第二线圈焊盘(6)，位于所述第一电路板(1)背面的相互绝缘的第二连接器焊盘(7)和第三连接器焊盘(8)，以及分别与所述第一连接器焊盘(4)、所述第二连接器焊盘(7)和所述第三连接器焊盘(8)连接的第一连接器接头(9)；其中，
所述第一线圈焊盘(5)通过连接线(10)与所述谐振电容(3)的一个端口连接，所述谐振电容(3)的另一个端口通过连接线(10)与所述第一巴伦模块(2)的第一端口连接；
所述第二线圈焊盘(6)通过连接线(10)与所述第一巴伦模块(2)的第二端口连接，所述第一巴伦模块(2)的第三端口通过连接线(10)与所述第一连接器焊盘(4)连接，所述第一巴伦模块(2)的第四端口、第五端口和第六端口接地；
所述第一电路板(1)的正面和背面附铜，所述第一电路板(1)平行于所述连接线(10)延伸方向的两个侧边具有均匀排列的多个圆形过孔(11)，所述第一电路板(1)的正面通过各所述圆形过孔(11)与背面电性连接。
2.一种无线充电效率测试系统，其特征在于，包括：测量仪器(12)、发射端平衡-不平衡转换电路(13)、发射端充电线圈(14)、接收端平衡-不平衡转换电路(15)以及接收端充电线圈(16)；其中，所述发射端平衡-不平衡转换电路(13)和所述接收端平衡-不平衡转换电路(15)分别为如权利要求1所述的平衡-不平衡转换电路；
所述测量仪器(12)的发射端口在测试阶段通过线缆(17)与所述发射端平衡-不平衡转换电路(13)的第一连接器接头(9)连接，所述发射端充电线圈(14)的两端分别与所述发射端平衡-不平衡转换电路(13)的第一线圈焊盘(5)和第二线圈焊盘(6)连接；
所述测量仪器(12)的接收端口在测试阶段通过线缆(17)与所述接收端平衡-不平衡转换电路(15)的第一连接器接头(9)连接，所述接收端充电线圈(16)的两端分别与所述接收端平衡-不平衡转换电路(15)的第一线圈焊盘(5)和第二线圈焊盘(6)连接；
所述发射端充电线圈(14)与所述接收端充电线圈(16)平行且圆心等高对准放置，通过磁共振产生无线电力传输。
3.如权利要求2所述的无线充电效率测试系统，其特征在于，所述发射端充电线圈(14)和所述接收端充电线圈(16)分别包括：底座(18)、固定在所述底座(18)上的内芯(19)和以螺旋状缠绕在所述内芯(19)上的包裹绝缘层的金属线(20)；
所述发射端充电线圈(14)的两端裸露出金属线(20)，分别与所述发射端平衡-不平衡转换电路(13)的第一线圈焊盘(5)和第二线圈焊盘(6)连接；
所述接收端充电线圈(16)的两端裸露出金属线(20)，分别与所述接收端平衡-不平衡转换电路(15)的第一线圈焊盘(5)和第二线圈焊盘(6)连接。
4.如权利要求2所述的无线充电效率测试系统，其特征在于，还包括：位于所述发射端充电线圈(14)与所述接收端充电线圈(16)之间的至少一个中继充电线圈；
所述中继充电线圈分别与所述发射端充电线圈(14)和所述接收端充电线圈(16)平行且圆心等高对准放置。
5.如权利要求2所述的无线充电效率测试系统，其特征在于，还包括：用于对无线充电效率测试系统的传输效率测试的误差进行修正的误差修正电路(21)；
所述误差修正电路(21)包括：第二电路板(22)，位于所述第二电路板(22)正面的第二巴伦模块(23)、第三巴伦模块(24)、第四连接器焊盘(25)和第五连接器焊盘(26)，位于所述第二电路板(22)背面的相互绝缘的第六连接器焊盘(27)、第七连接器焊盘(28)、第八连接器焊盘(29)和第九连接器焊盘(30)，分别与所述第四连接器焊盘(25)、所述第六连接器焊盘(27)和所述第七连接器焊盘(28)连接的第二连接器接头(31)，以及分别与所述第五连接器焊盘(26)、所述第八连接器焊盘(29)和所述第九连接器焊盘(30)连接的第三连接器接头(32)；其中，
所述测量仪器(12)的发射端口在修正阶段通过线缆(17)与所述第二连接器接头(31)连接，所述测量仪器(12)的接收端口在修正阶段通过线缆(17)与所述第三连接器接头(32)连接；
所述第四连接器焊盘(25)通过连接线(10)与所述第二巴伦模块(23)的第一端口连接，所述第二巴伦模块(23)的第二端口通过连接线(10)与所述第三巴伦模块(24)的第一端口连接，所述第二巴伦模块(23)的第三端口通过连接线(10)与所述第三巴伦模块(24)的第二端口连接，所述第三巴伦模块(24)的第三端口通过连接线(10)与所述第五连接器焊盘(26)连接；所述第二巴伦模块(23)的第四端口、第五端口和第六端口接地；所述第三巴伦模块(24)的第四端口、第五端口和第六端口接地；
所述第二电路板(22)的正面和背面附铜，所述第二电路板(22)平行于所述连接线(10)延伸方向的两个侧边具有均匀排列的多个圆形过孔(11)，所述第二电路板(22)的正面通过各所述圆形过孔(11)与背面电性连接。
6.如权利要求2～5任一项所述的无线充电效率测试系统，其特征在于，无线充电频率的范围为10MHz～20MHz。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114137458A (zh) * 2021-11-23 2022-03-04 深圳先进技术研究院 一种双核射频线圈系统

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09139315A (ja) * 1995-11-13 1997-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd バラン素子
CN1523705A (zh) * 2003-02-20 2004-08-25 株式会社村田制作所 平衡-不平衡转换电路与层状平衡-不平衡转换器
CN1599977A (zh) * 2001-12-06 2005-03-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 平衡－不平衡变压器和收发器
CN1625045A (zh) * 2003-12-05 2005-06-08 太阳诱电株式会社 平衡－不平衡转换器元件
CN202135098U (zh) * 2010-12-24 2012-02-01 飞利浦(中国)投资有限公司 一种平面巴伦
CN103686533A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 英飞凌科技股份有限公司 用于通过扬声器线圈发射射频信号的系统和方法
CN104008864A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 英特尔移动通信有限责任公司 变压器和电路
CN104752800A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 通用电气公司 耦合传输线、平衡-不平衡变换器及功率合成器
CN105340030A (zh) * 2013-06-28 2016-02-17 西门子公司 感应式充电装置、电动车辆、充电站以及用于感应式充电的方法
CN105375883A (zh) * 2014-08-13 2016-03-02 天工方案公司 具有可调阻抗终端电路的多尔蒂功率放大器组合器
CN105490358A (zh) * 2015-07-03 2016-04-13 广东云控照明科技有限公司 便携式智能触控面板及其无线充电发射装置
CN106662627A (zh) * 2014-07-01 2017-05-10 皇家飞利浦有限公司 具有去谐电路和能量收获电路的mr接收线圈
CN206161754U (zh) * 2016-10-25 2017-05-10 深圳安科高技术股份有限公司 一种射频发射线圈谐振点的检测系统
CN109521374A (zh) * 2018-10-18 2019-03-26 北京航空航天大学 嵌入集成巴伦和加载改进型偶极子的谐振切向电场探头
CN209170317U (zh) * 2018-09-18 2019-07-26 浦卓科技有限公司 巴伦变压器、功率放大器、成像系统和等离子体发生器
CN110932747A (zh) * 2019-12-02 2020-03-27 翱捷智能科技(上海)有限公司 集成高性能射频收发开关
US20200127506A1 (en) * 2013-11-14 2020-04-23 Momentum Dynamics Corporation Method and apparatus for the alignment of vehicles prior to wireless charging
CN111208458A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 通用电气公司 用于mr成像的颈部射频线圈的系统和方法
CN111600559A (zh) * 2020-06-16 2020-08-28 锐石创芯（深圳）科技有限公司 功放输出匹配电路、射频前端模组和无线装置

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09139315A (ja) * 1995-11-13 1997-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd バラン素子
CN1599977A (zh) * 2001-12-06 2005-03-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 平衡－不平衡变压器和收发器
CN1523705A (zh) * 2003-02-20 2004-08-25 株式会社村田制作所 平衡-不平衡转换电路与层状平衡-不平衡转换器
CN1625045A (zh) * 2003-12-05 2005-06-08 太阳诱电株式会社 平衡－不平衡转换器元件
CN202135098U (zh) * 2010-12-24 2012-02-01 飞利浦(中国)投资有限公司 一种平面巴伦
CN103686533A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 英飞凌科技股份有限公司 用于通过扬声器线圈发射射频信号的系统和方法
CN104008864A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 英特尔移动通信有限责任公司 变压器和电路
CN105340030A (zh) * 2013-06-28 2016-02-17 西门子公司 感应式充电装置、电动车辆、充电站以及用于感应式充电的方法
US20200127506A1 (en) * 2013-11-14 2020-04-23 Momentum Dynamics Corporation Method and apparatus for the alignment of vehicles prior to wireless charging
CN104752800A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 通用电气公司 耦合传输线、平衡-不平衡变换器及功率合成器
CN106662627A (zh) * 2014-07-01 2017-05-10 皇家飞利浦有限公司 具有去谐电路和能量收获电路的mr接收线圈
CN105375883A (zh) * 2014-08-13 2016-03-02 天工方案公司 具有可调阻抗终端电路的多尔蒂功率放大器组合器
CN105490358A (zh) * 2015-07-03 2016-04-13 广东云控照明科技有限公司 便携式智能触控面板及其无线充电发射装置
CN206161754U (zh) * 2016-10-25 2017-05-10 深圳安科高技术股份有限公司 一种射频发射线圈谐振点的检测系统
CN209170317U (zh) * 2018-09-18 2019-07-26 浦卓科技有限公司 巴伦变压器、功率放大器、成像系统和等离子体发生器
CN109521374A (zh) * 2018-10-18 2019-03-26 北京航空航天大学 嵌入集成巴伦和加载改进型偶极子的谐振切向电场探头
CN111208458A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 通用电气公司 用于mr成像的颈部射频线圈的系统和方法
CN110932747A (zh) * 2019-12-02 2020-03-27 翱捷智能科技(上海)有限公司 集成高性能射频收发开关
CN111600559A (zh) * 2020-06-16 2020-08-28 锐石创芯（深圳）科技有限公司 功放输出匹配电路、射频前端模组和无线装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALI KURSAD GORUR: "A Dual-Band Balun BPF Using Codirectional Split Ring Resonators", 《IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS》 *
惠琦: "微波无线电能传输系统功率定向发射技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *
陈诗涵: "无线电力传输系统的高频功率放大器的研制", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114137458A (zh) * 2021-11-23 2022-03-04 深圳先进技术研究院 一种双核射频线圈系统
CN114137458B (zh) * 2021-11-23 2022-08-12 深圳先进技术研究院 一种双核射频线圈系统

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