CN114301189B - 一种无线充电接收线圈电路 - Google Patents

一种无线充电接收线圈电路 Download PDF

Info

Publication number
CN114301189B
CN114301189B CN202111682421.3A CN202111682421A CN114301189B CN 114301189 B CN114301189 B CN 114301189B CN 202111682421 A CN202111682421 A CN 202111682421A CN 114301189 B CN114301189 B CN 114301189B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
coil
circuit
port
switching tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111682421.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114301189A (zh
Inventor
张献
郭海潮
陈志鑫
朱子旭
邢子瑶
袁文江
韩大稳
任雅楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Technology
Original Assignee
Hebei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Technology filed Critical Hebei University of Technology
Priority to CN202111682421.3A priority Critical patent/CN114301189B/zh
Publication of CN114301189A publication Critical patent/CN114301189A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114301189B publication Critical patent/CN114301189B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供了一种无线充电接收线圈电路，包括接收单元，接收单元通过整流电路连接负载，接收单元与整流电路之间的线路上连接有用于调节该电路谐振状态的可调电容C2；还包括为接收单元存储电能的储能单元，储能单元为中介线圈，中介线圈包括由内向外沿圆周方向依次绕制而成的线匝一，线匝一的两端串联有中介电容C1。本发明所述的一种无线充电接收线圈电路通过在接收端增加中介线圈和中介电容C1，提高接收端电路的品质因数；通过接收电路可调电容C2的自动调节可以使整个系统重新回到谐振状态，从而保证整个无线充电系统的稳定性，减少电能的损耗，提升用户的手机使用体验。

Description

一种无线充电接收线圈电路
技术领域
本发明属于无线充电技术领域，尤其是涉及一种无线充电接收线圈电路。
背景技术
由于无线充电的方便、快捷，越来越多的手机厂商为智能手机配备了无线充电装置；目前，手机无线充电系统因接收端线圈的小型化、轻薄化、扁平化，同时，考虑到安全性与电磁兼容的影响，电源所使用频率需要达到安全要求；因此，导致无线充电系统传输功率小，传输效率低；
再者，无线充电接收线圈电路中的谐振电容为固定值，由于外界条件的作用使无线充电系统中的谐振点发生偏移时，谐振电容由于是固定值不能随着系统谐振点的变化而变化，导致无线充电系统传输效率大幅度降低，手机端发热现象严重，电能大部分变为损耗；本专利申请设计了一种无线充电接收线圈电路，以提高无线充电系统的传输效率。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种无线充电接收线圈电路，以接收线圈传输效率低以及当系统的谐振点发生变化时，无线充电系统效率下降幅度大的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种无线充电接收线圈电路，包括接收单元，接收单元通过整流电路连接负载，接收单元与整流电路之间的线路上连接有用于调节该电路谐振状态的可调电容C2；
还包括为接收单元存储电能的储能单元，储能单元为中介线圈1，中介线圈1包括由内向外沿圆周方向依次绕制而成的线匝一，线匝一的两端串联有中介电容C1。
进一步的，接收单元为接收线圈2，接收线圈2包括由内向外沿圆周方向依次绕制而成的线匝二，接收线圈2与中介线圈1相互交替绕制，位于线匝二最内圈的起始端与整流电路之间连接可调电容C2。
进一步的，可调电容C2包括开关管一、开关管二以及用于控制开关管一和开关管二开闭的PWM控制电路；
开关管一的源极端连接有端口一，端口一连接有电容C3，电容C3的另一端连接电容C4，电容C4的另一端连接有端口二，电容C4靠近端口二的一端与开关管一的漏极端连接，开关管一的栅极端通过PWM控制电路连接开关管二的栅极端；
开关管二的漏极端连接有端口三，端口三连接有电容C6，电容C6的另一端连接电容C7，电容C7的另一端连接有端口四，电容C7靠近端口四的一端连接开关管二的源极端；
还包括电容C5，电容C5的一端连接电容C3与电容C4之间的连接线路上，电容C5的另一端连接电容C6与电容C7之间的连接线路上。
进一步的，端口一与端口三配合连接接收线圈2，端口二和端口三配合连接整流电路。
相对于现有技术，本发明所述的一种无线充电接收线圈电路具有以下有益效果：
(1)本发明所述的一种无线充电接收线圈电路通过在接收端增加中介线圈和中介电容，提高接收端电路的品质因数，从而整体提升手机无线充电的效率；
通过在接收线圈中设置可调电容，当用户动态进行手机的无线充电磁路被阻碍时或者静态无线充电时手机位置发生偏移，会导致无线充电系统的谐振点变化，通过接收电路可调电容的自动调节可以使整个系统重新回到谐振状态，从而保证整个无线充电系统的稳定性，减少电能的损耗，提升用户的手机使用体验；
(2)本发明所述的一种无线充电接收线圈电路保证无线充电系统的最大传输效率，具有广阔的市场前景，可应用于无线充电的电子穿戴设备，适应性强，应用面广。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种无线充电接收线圈电路图；
图2为本发明实施例所述的可调电容内部结构示意图。
图3为本发明实施例所述的一种无线充电系统示意图；
图4为本发明实施例所述的手机接收端结构示意图；
图5为本发明实施例所述的手机接收端有无遮挡结构示意图；
图6为本发明实施例所述的可调电容调节流程图。
附图标记说明：
1-中介线圈；2-接收线圈。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参阅图1所示，一种无线充电接收线圈电路，包括接收单元，接收单元通过整流电路连接负载，接收单元与整流电路之间的线路上连接有用于调节该电路谐振状态的可调电容C2；
还包括为接收单元存储电能的储能单元，储能单元为中介线圈1，中介线圈1为图1所示的虚线标识，中介线圈1包括由内向外沿圆周方向依次绕制而成的线匝一，线匝一的两端串联有中介电容C1。
接收单元为接收线圈2，接收线圈2为图1所示的实线标识，接收线圈2包括由内向外沿圆周方向依次绕制而成的线匝二，接收线圈2与中介线圈1相互交替绕制，位于线匝二最内圈的起始端与整流电路之间连接可调电容C2；本专利申请采用的接受线圈和中介线圈1均采用多层柔性电路板绕制而成，其中中介线圈1为密绕线圈，中介线圈1无源且在两端直接串联中介电容C1，因此，整个中介电路的品质因数Q值高，传输能量的损耗小。
如图2所示，可调电容C2包括开关管一、开关管二以及用于控制开关管一和开关管二开闭的PWM控制电路；本专利申请采用的PWM控制电路和整流电路均为本领域成熟技术，具体不再作进一步赘述；
开关管一的源极端连接有端口一，端口一连接有电容C3，电容C3的另一端连接电容C4，电容C4的另一端连接有端口二，电容C4靠近端口二的一端与开关管一的漏极端连接，开关管一的栅极端通过PWM控制电路连接开关管二的栅极端；
开关管二的漏极端连接有端口三，端口三连接有电容C6，电容C6的另一端连接电容C7，电容C7的另一端连接有端口四，电容C7靠近端口四的一端连接开关管二的源极端；
还包括电容C5，电容C5的一端连接电容C3与电容C4之间的连接线路上，电容C5的另一端连接电容C6与电容C7之间的连接线路上。
端口一与端口三配合连接接收线圈2，端口二和端口三配合连接整流电路。
如图3所示，无线充电系统实施时，发射阶段：由整流电路将50Hz工频交流电转化为直流电，再通过逆变电路逆变为36v交流电，紧接着高频激磁电路在发射线圈中产生高频电流，高频电流再通过发射线圈产生高频磁场，随后高频磁场将能量传递给立体式中介线圈1；
接收阶段：中介线圈1与中介电容C1储存能量并将电能感应给接收线圈2，可调电容C2根据系统的频率自动调节其电容值直至系统达到谐振状态，进而电流通过整流电路将电能供给手机电池，最终实现了电能的无线传输。
如图4至图6所示，当手机的无线充电磁路被阻碍或者静态无线充电手机位置发生偏移，导致整个系统的谐振点发生偏移时，无线充电系统的接收端电路的可调电容C2通过PWM控制电路自动调节电容值，PWM控制电路通过控制两个开关管调节可调电容C2的幅值，直至电路重新达到谐振状态，此时的无线充电系统电能传输效率最大，电能损耗最小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无线充电接收线圈电路，其特征在于：包括接收单元，接收单元通过整流电路连接负载，接收单元与整流电路之间的线路上连接有用于调节该电路谐振状态的可调电容C2；
还包括为接收单元存储电能的储能单元，储能单元为中介线圈1，中介线圈1包括由内向外沿圆周方向依次绕制而成的线匝一，线匝一的两端串联有中介电容C1；
接收单元为接收线圈2，接收线圈2包括由内向外沿圆周方向依次绕制而成的线匝二，接收线圈2与中介线圈1相互交替绕制，位于线匝二最内圈的起始端与整流电路之间连接可调电容C2；
可调电容C2包括开关管一、开关管二以及用于控制开关管一和开关管二开闭的PWM控制电路；
开关管一的源极端连接有端口一，端口一连接有电容C3，电容C3的另一端连接电容C4，电容C4的另一端连接有端口二，电容C4靠近端口二的一端与开关管一的漏极端连接，开关管一的栅极端通过PWM控制电路连接开关管二的栅极端；
开关管二的漏极端连接有端口三，端口三连接有电容C6，电容C6的另一端连接电容C7，电容C7的另一端连接有端口四，电容C7靠近端口四的一端连接开关管二的源极端；
还包括电容C5，电容C5的一端连接电容C3与电容C4之间的连接线路上，电容C5的另一端连接电容C6与电容C7之间的连接线路上。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电接收线圈电路，其特征在于：端口一与端口三配合连接接收线圈2，端口二和端口三配合连接整流电路。
CN202111682421.3A 2021-12-30 2021-12-30 一种无线充电接收线圈电路 Active CN114301189B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111682421.3A CN114301189B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种无线充电接收线圈电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111682421.3A CN114301189B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种无线充电接收线圈电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114301189A CN114301189A (zh) 2022-04-08
CN114301189B true CN114301189B (zh) 2023-08-11

Family

ID=80974802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111682421.3A Active CN114301189B (zh) 2021-12-30 2021-12-30 一种无线充电接收线圈电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114301189B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102176635A (zh) * 2011-01-30 2011-09-07 基康仪器(北京)有限公司 安全监测数据自动采集装置及其供电方法和供电装置
CN103248094A (zh) * 2013-05-08 2013-08-14 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种增强型无线充电系统
CN103762726A (zh) * 2014-01-28 2014-04-30 华南理工大学 一种家用太阳能无线供电系统
WO2014114069A1 (zh) * 2013-01-28 2014-07-31 Luo Liwen 电容储能式可充电电池及其充电装置
CN205753665U (zh) * 2016-05-13 2016-11-30 成都信息工程大学 一种电力输送系统
CN106505748A (zh) * 2016-12-22 2017-03-15 武汉大学 无人机机载储能反向无线供电系统及供电方法
CN108155729A (zh) * 2018-02-02 2018-06-12 华南理工大学 一种本征角频率控制磁谐振ss型无线电能传输系统
CN109728654A (zh) * 2018-09-29 2019-05-07 深圳市华禹无线供电技术有限公司 三线圈结构无线电能传输系统
WO2020122613A1 (ko) * 2018-12-14 2020-06-18 영남대학교 산학협력단 전력 전송 방향 제어 장치 및 이를 포함하는 무선 충전 시스템
CN112018907A (zh) * 2020-10-14 2020-12-01 广东希荻微电子有限公司 一种充电模块及双模无线充电系统
CN113109878A (zh) * 2021-04-09 2021-07-13 电子科技大学 一种用于井间电磁远探测收发天线的优化系统及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5476917B2 (ja) * 2009-10-16 2014-04-23 Ｔｄｋ株式会社 ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置およびワイヤレス電力伝送システム
US9412513B2 (en) * 2012-03-30 2016-08-09 Tdk Corporation Wireless power transmission system
JP6402818B2 (ja) * 2015-02-20 2018-10-10 富士通株式会社 受電器、及び、電力伝送システム
US9711972B2 (en) * 2015-03-27 2017-07-18 Qualcomm Incorporated Auxiliary receiver coil to adjust receiver voltage and reactance
US11025094B2 (en) * 2015-04-16 2021-06-01 Wits Co., Ltd. Wireless power receiving device and apparatus including the same

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102176635A (zh) * 2011-01-30 2011-09-07 基康仪器(北京)有限公司 安全监测数据自动采集装置及其供电方法和供电装置
WO2014114069A1 (zh) * 2013-01-28 2014-07-31 Luo Liwen 电容储能式可充电电池及其充电装置
CN103248094A (zh) * 2013-05-08 2013-08-14 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种增强型无线充电系统
CN103762726A (zh) * 2014-01-28 2014-04-30 华南理工大学 一种家用太阳能无线供电系统
CN205753665U (zh) * 2016-05-13 2016-11-30 成都信息工程大学 一种电力输送系统
CN106505748A (zh) * 2016-12-22 2017-03-15 武汉大学 无人机机载储能反向无线供电系统及供电方法
CN108155729A (zh) * 2018-02-02 2018-06-12 华南理工大学 一种本征角频率控制磁谐振ss型无线电能传输系统
CN109728654A (zh) * 2018-09-29 2019-05-07 深圳市华禹无线供电技术有限公司 三线圈结构无线电能传输系统
WO2020122613A1 (ko) * 2018-12-14 2020-06-18 영남대학교 산학협력단 전력 전송 방향 제어 장치 및 이를 포함하는 무선 충전 시스템
CN112018907A (zh) * 2020-10-14 2020-12-01 广东希荻微电子有限公司 一种充电模块及双模无线充电系统
CN113109878A (zh) * 2021-04-09 2021-07-13 电子科技大学 一种用于井间电磁远探测收发天线的优化系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
xiaokang wu .Research on the Cooperative Working Principle of Coupling Mechanism in Driving Wireless Charging for Electric Vehicle.2016 Progress In Electromagnetic Research Symposium (PIERS).2016,2946-2950. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114301189A (zh) 2022-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5798407B2 (ja) 非接触充電対応型二次電池
JP5121307B2 (ja) 無接点電力伝送コイルユニット、携帯端末、送電装置、及び、無接点電力伝送システム
US10756576B2 (en) Feed unit, electronic, unit, and feed system
JP2002272020A (ja) 非接触電力伝送装置及び非接触充電装置
KR102179796B1 (ko) 정전류(cc)/정전압(cv) 충전을 위한 초고주파 무선 충전기 및 이의 제어방법
CN109638978B (zh) 一种高效率的恒压恒流切换无线充电拓扑结构
US20140333148A1 (en) Power receiving apparatus with a plurality of resonance coils
US11031815B2 (en) Wirelessly rechargeable energy store
WO2014008317A1 (en) Miniature low-power remote battery charging systems and methods
CN116391310B (zh) 一种电力接收装置、电力发送装置及电力传输方法
CN114301189B (zh) 一种无线充电接收线圈电路
CN112003387B (zh) 一种基于改进型s/s补偿网络的恒压恒流无线充电系统
KR20160019070A (ko) 무선 전력 전송에 사용하는 급전 모듈 및 급전 모듈의 전력 공급 방법
CN112018907B (zh) 一种充电模块及双模无线充电系统
CN117439287A (zh) 无线充电设备及电子设备组件
KR20150107867A (ko) 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송 장치의 공급 전력 제어 방법 및 무선 전력 전송 장치의 제조 방법
KR102042020B1 (ko) 무선 전력 수신기
KR20140117081A (ko) 무선충전 배터리팩
CN209357604U (zh) 一种线圈模组
CN219268566U (zh) 一种无线充电功率扩容系统
CN110712537A (zh) 一种无人机无线充电系统、无人机及其无线充电方法
CN219833816U (zh) 一种电池无线充电装置
US11837885B2 (en) Coil module, power transmitting circuit and power receiving circuit
CN115360833B (zh) 一种兼容双工作频点的拓扑结构原边电路、变压电路变压器和充电装置
CN217590387U (zh) Nfc取电终端

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant