CN207691509U - 无线充电电路及无线充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种无线充电电路及无线充电装置,该无线充电电路包括AC/DC转换电路、线圈驱动电路、并行绕制的发射线圈和屏蔽线圈,谐振电容与发射线圈构成谐振电路;AC/DC转换电路的输入端用于接入交流电源,AC/DC转换电路的输出端与发射线圈的第一端连接;发射线圈的第二端与线圈驱动电路的控制端连接;屏蔽线圈的第一端悬空,屏蔽线圈的第二端接地;谐振电容与发射线圈并联设置;其中,AC/DC转换电路,用于将接入的交流电转换为直流电;线圈驱动电路,用于控制谐振电路工作在谐振状态,以使发射线圈产生交变磁场;屏蔽线圈,用于滤除发射线圈产生的电磁干扰信号。本实用新型抑制了发射线圈上产生的电磁干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线电源技术领域,特别涉及一种无线充电电路及无线充电装置。
背景技术
目前,市场上大多数直流无线充电器未做电磁干扰屏蔽EMC(即 ElectromagneticCompatibility)优化,在无线充电器内部干扰较大的情况下,容易对外部电子设备产生干扰,同样也容易耦合外部的电磁干扰噪声,对无线充电器的电路产生干扰。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种无线充电电路及无线充电装置,旨在抑制发射线圈上产生的电磁干扰EMI,满足了EMC标准EN55032B限值要求。
为实现上述目的,本实用新型提出一种无线充电电路,所述无线充电电路包括AC/DC转换电路、线圈驱动电路、双绕组发射线圈及谐振电容;所述双绕组发射线圈包括并行绕制的发射线圈和屏蔽线圈,所述谐振电容与所述发射线圈构成谐振电路;所述AC/DC转换电路的输入端用于接入交流电源,所述AC/DC转换电路的输出端与所述发射线圈的第一端连接;所述发射线圈的第二端与所述线圈驱动电路的控制端连接;所述屏蔽线圈的第一端悬空,所述屏蔽线圈的第二端接地;所述谐振电容与所述发射线圈并联设置;其中,
所述AC/DC转换电路,用于将接入的交流电转换为直流电;
所述线圈驱动电路,用于控制所述谐振电路工作在谐振状态,以使所述发射线圈产生交变磁场;
所述屏蔽线圈,用于滤除所述发射线圈产生的电磁干扰信号。
优选地,双绕组发射线圈为两并行设置的导线沿一轴线螺旋绕制且依次叠设所形成的环状线圈,或者所述双绕组发射线圈为盘状线圈结构。
优选地,所述线圈驱动电路包括无线驱动芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第二电感及第一二极管,所述无线驱动芯片包括电源脚、驱动脚、接地脚、振荡电阻接入脚、PWM输入脚、 PWM输出脚,所述电源脚与所述AC/DC转换电路的输出端及所述第一电阻的第一端互连,所述第一电阻的第二端与所述振荡电阻接入脚连接;所述 PWM输出脚经所述第二电阻与所述PWM输入脚及所述第三电阻的第一端互连,所述第三电阻的第二端接地;所述驱动脚为所述线圈驱动电路的控制端,并与所述第一二极管的阴极连接;所述接地脚经所述第四电阻及所述第二电感接地;所述第一二极管的阳极与所述接地脚连接;所述第二电容与所述第一二极管并联设置;所述第三电容与所述第四电阻并联设置。
优选地,所述无线充电电路还包括用于检测流经所述谐振电路电流的负载检测电路,所述无线驱动芯片还包括电流检测脚,所述负载检测电路的输入端与所述驱动芯片的接地脚连接,所述负载检测电路的输出端与所述驱动芯片的电流检测脚连接。
优选地,所述负载检测电路包括第五电阻及第四电容,所述第五电阻的第一端为所述负载检测电路的输入端,所述第五电阻的第二端为所述负载检测电路的输出端,并与所述第四电容的第二端连接,所述第四电容的第二端接地。
优选地,所述无线充电电路还包括第六电阻、第七电阻、第八电阻及第九电阻,所述无线驱动芯片还包括参考电压输出脚、第一电流设定脚和所述第二电流设定脚,所述参考电压输出脚与所述第六电阻的第一端及所述第七电阻的第一端互连,所述第六电阻的第二端与所述第八电阻的第一端及所述第一电流设定脚互连;所述第七电阻的第二端与所述第九电阻的第一端及所述第二电流设定脚互连;所述第八电阻的第二端及所述第九电阻的第二端均接地。
优选地,所述AC/DC转换电路为PSR型AC/DC转换电路,所述PSR型 AC/DC转换电路包括主控制电路、初级电源处理电路、次级电源处理电路、用于给所述主控制电路供电的电源供电电路及变压器,所述变压器包括初级线圈、次级线圈及辅助线圈,所述处初级电源处理电路的输入端为所述AC/DC 转换电路的输入端,所述初级电源处理电路的输出端与所述初级线圈的第一端连接;所述初级线圈的第二端与所述主控制电路的控制端连接;所述次级线圈与所述次级电源处理的输入端连接,所述次级电源处理电路的输出端为所述AC/DC转换电路;所述次级线圈的第一端与所述主控制电路的电源端连接,所述次级线圈的第二端接地;其中,
所述变压器的初级线圈与辅助线圈耦合,以将经初级电源处理电路整流滤波后的电压,耦合到电源供电电路的输入端;
所述电源供电电路,用于将接入的电源进行整流滤波后,给所述主控制电路提供工作电压。
优选地,所述初级电源处理电路包括初级滤波单元、初级整流单元及吸收电路单元,所述初级滤波单元的输入端为所述初级电源处理电路的输入端,所述初级滤波单元的输出端与所述初级整流单元的输入端连接;所述初级整流单元的输出端为所述初级电源处理电路的输出端,并与所述吸收电路的输入端连接。
优选地,所述次级电源处理电路包括次级滤波单元及次级整流单元,所述次级整流单元的输入端与所述次级线圈连接;所述次级整流单元的输出端为所述次级电源处理电路的输出端与所述次级滤波单元的输入端连接;所述次级滤波单元的输出端为所述次级电源处理电路的输出端。
本实用新型还提出一种无线充电装置,包括如上所述的无线充电电路;所述无线充电电路包括AC/DC转换电路、线圈驱动电路、双绕组发射线圈及谐振电容;所述双绕组发射线圈包括并行绕制的发射线圈和屏蔽线圈,所述谐振电容与所述发射线圈构成谐振电路;所述AC/DC转换电路的输入端用于接入交流电源,所述AC/DC转换电路的输出端与所述发射线圈的第一端连接;所述发射线圈的第二端与所述线圈驱动电路的控制端连接;所述屏蔽线圈的第一端悬空,所述屏蔽线圈的第二端接地;所述谐振电容与所述发射线圈并联设置;其中,所述AC/DC转换电路,用于将接入的交流电转换为直流电;所述线圈驱动电路,用于控制所述谐振电路工作在谐振状态,以使所述发射线圈产生交变磁场;所述屏蔽线圈,用于滤除所述发射线圈产生的电磁干扰信号。
本实用新型通过AC/DC转换电路将交流电经整流滤波后转换成直流电,线圈驱动电路中的功率开关管循环反复的导通/截止,以使谐振电容和发射线圈组成的LC振荡电路在发生LC振荡时,发射线圈上产生高频交变的电流,交变的电流又使得发射线圈上产生变化的电磁波,由此产生高频交变磁场,并将高频交变电能转换成为电磁能,输至移动电子设备中由接收线圈、谐振电容组成的谐振接收回路的谐振接收回路,从而通过磁共振发射接收技术实现电能的无线传输。本实用新型的屏蔽线圈并绕填入发射线圈中,并在发射线圈,即发射线圈的产生交变磁场时,在发射线圈电压交变时形成耦合磁场,根据楞次定律,从而在屏蔽线圈的作用下,减弱了发射线圈电压突变(即dv/dt 值),并将电磁干扰的能量输出到地,本实用新型抑制了发射线圈上产生的电磁干扰EMI,满足了EMC标准EN55032B限值要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型无线充电电路应用于无线充电装置一实施例的功能模块示意图;
图2为图1无线充电电路中AC/DC转换电路的功能模块示意图;
图3为本实用新型无线充电电路一实施例的电路结构示意图;
图4为图3无线充电电路中双绕组发射线圈一实施例的结构示意图;
图5为图3无线充电电路中双绕组发射线圈另一实施例的结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明,若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种无线充电电路,应用于无线充电装置中。
参照图1至图3,在本实用新型一实施例中,该无线充电电路包括AC/DC 转换电路10、线圈驱动电路20、双绕组发射线圈L-TX及谐振电容C-X;所述双绕组发射线圈L-TX包括并行绕制的发射线圈S-F和屏蔽线圈E-NC,所述谐振电容C-X与所述发射线圈S-F构成谐振电路30;所述AC/DC转换电路10的输入端用于接入交流电源,所述AC/DC转换电路10的输出端与所述发射线圈S-F的第一端连接;所述发射线圈S-F的第二端与所述线圈驱动电路 20的控制端连接;所述屏蔽线圈E-NC的第一端悬空,所述屏蔽线圈E-NC 的第二端接地;所述谐振电容C-X与所述发射线圈S-F并联设置;其中,
所述AC/DC转换电路10,用于将接入的交流电转换为直流电;
所述线圈驱动电路20,用于控制所述谐振电路30工作在谐振状态,以使所述发射线圈S-F产生交变磁场;
所述屏蔽线圈E-NC,用于滤除所述发射线圈S-F产生的电磁干扰信号。
本实施例中,无线充电电路可以为手机、平板电脑等移动电子设备供电,一般地,移动电子设备中具有由接收线圈、谐振电容C-X组成的谐振接收回路,无线充电电路,完成无线充电。AC/DC转换电路10可以接入100-240VAC 50/60Hz交流电。线圈驱动电路20中集成有IGBT或者MOS管等功率开关管, AC/DC转换电路10将交流电经整流滤波后转换成直流电,线圈驱动电路20 中的功率开关管循环反复的导通/截止,以使谐振电路30发生谐振,高速变化的高频电流过发射线圈S-F会产生高速变化的交变磁场,谐振电容C-X和发射线圈S-F组成的LC振荡电路在发生LC振荡时,发射线圈S-FL1上产生高频交变的电流,交变的电流又使得发射线圈S-FL1上产生变化的电磁波,由此产生高频交变磁场,并将高频交变电能转换成为电磁能,耦合至移动电子设备中由接收线圈、谐振电容C-X组成的谐振接收回路的谐振接收回路,从而通过磁共振发射接收技术使接收线圈产生交变的电场,实现电能的无线传输。参照图4和图5,图4示出了所述双绕组发射线圈L-TX为盘状线圈结构。图5示出了双绕组发射线圈L-TX为两并行设置的导线沿一轴线螺旋绕制且依次叠设所形成的环状线圈结构。本实施例中,双绕组发射线圈L-TX的形状可以根据移动电子设备的充电形式设定,例如盘状式双绕组发射线圈L-TX可以适用于手机、平板电脑等移动终端的移动电子设备充电。而环状双绕组发射线圈L-TX可以适用于给柱状型电动工具充电。当然,双绕组发射线圈L-TX还可以适配相应的移动电子设备的形状及类型,采用其他形状来实现,此处不做限制。屏蔽线圈E-NC的一端悬空设置,另一端接地,在双绕组发射线圈 L-TX的绕制过程中,采用双路线并绕方式绕制,将发射线圈S-F和屏蔽线圈 E-NC绕制成双线圈形式。如此设置,在同等线圈线径条件下,屏蔽线圈E-NC 并绕填入发射线圈S-F层与层之间,从而加大了发射线圈S-F绕线面积,即线圈耦合面积,也即增大了发射线圈S-F与移动电子设备中接收线圈的接触面积,以在移动电子设备进行无线充电时,提高移动电子设备的充电效率。
需要说明的是,在发射线圈S-F两端产生高速变化的交变磁场时,可能由于发射线圈S-F上快速变化的电压dv/dt或快速变化的电流di/dt而产生瞬间突变的尖峰能量,而该尖峰能量过大时,容易烧坏谐振电容C-X,或者干扰无线充电装置正常工作。
为了解决上述问题,本实施例的屏蔽线圈E-NC并绕填入发射线圈S-F中,并在发射线圈S-F工作时,发射线圈S-F的产生交变磁场并在线圈两端电压高频交变,由于屏蔽线圈E-NC的线圈上没有电流的流入而形成了固有电感量,在发射线圈S-F电压交变时形成耦合磁场,根据楞次定律,在屏蔽线圈E-NC 的作用下,一定程度上减弱了发射线圈S-F电压突变(即dv/dt值),并将电磁干扰的能量输出到地,从而改善发射线圈S-F上产生的电磁干扰EMI。
本实用新型通过AC/DC转换电路10将交流电经整流滤波后转换成直流电,线圈驱动电路20中的功率开关管循环反复的导通/截止,以使谐振电容 C-X和发射线圈S-F组成的LC振荡电路在发生LC振荡时,发射线圈S-F上产生高频交变的电流,交变的电流又使得发射线圈S-F上产生变化的电磁波,由此产生高频交变磁场,并将高频交变电能转换成为电磁能,输至移动电子设备中由接收线圈、谐振电容C-X组成的谐振接收回路的谐振接收回路,从而实现电能的无线传输。本实用新型的屏蔽线圈E-NC并绕填入发射线圈S-F 中,并在发射线圈S-F,即发射线圈S-F的产生交变磁场时,在发射线圈S-F 电压交变时形成耦合磁场,根据楞次定律,从而在屏蔽线圈E-NC的作用下,减弱了发射线圈S-F电压突变(即dv/dt值),并将电磁干扰的能量输出到地,本实用新型抑制了发射线圈S-F上产生的电磁干扰EMI,以满足EMC标准 EN55032B限值要求。
参照图1至图3,进一步地,上述实施例中,所述谐振电路30还包括第一电感L1及第一电容C1,所述第一电感L1串联设置于所述发射线圈S-F与所述AC/DC转换电路10的输出端之间,所述第一电容C1的第一端与所述发射线圈S-F的第一端连接,所述第一电容C1的第二端接地。
本实施例中,第一电容C1可选用容量较小的薄膜电容,以吸收高次谐波。第一电感L1用于滤除AC/DC转换电路10输出的直流电中的交流电。
参照图1至图3,在一优选实施例中,所述线圈驱动电路20包括无线驱动芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第三电容C3、第二电感L2及第一二极管D1,所述无线驱动芯片 U1包括电源脚、驱动脚、接地脚、振荡电阻接入脚、PWM输入脚、PWM输出脚,所述电源脚与所述AC/DC转换电路10的输出端及所述第一电阻R1的第一端互连,所述第一电阻R1的第二端与所述振荡电阻接入脚连接;所述PWM输出脚经所述第二电阻R2与所述PWM输入脚及所述第三电阻R3的第一端互连,所述第三电阻R3的第二端接地;所述驱动脚为所述线圈驱动电路 20的控制端,并与所述第一二极管D1的阴极连接;所述接地脚经所述第四电阻R4及所述第二电感L2接地;所述第一二极管D1的阳极与所述接地脚连接;所述第二电容C2与所述第一二极管D1并联设置;所述第三电容C3 与所述第四电阻R4并联设置。
本实施例中,需要说明的是无线驱动芯片U1中集成IGBT或者MOS管等功率开关管,PWM输出脚经第二电阻R2输出PWM控制信号至PWM输入脚,以驱动功率开关管循环反复的导通/截止,从而控制谐振电路30发生谐振。第一二极管D1为续流二极管,接在MOS管的源极和漏极端,在MOS 管关断时,反向电压通过续流二极管回路(相当于先前短路)放电,从而保护MOS管,振荡电阻接入脚经第一电阻R1设定PWM控制信号的驱动频率,通过调节第一电阻R1的阻值即可调节驱动频率,第一电阻R1的阻值越大则 PWM控制信号的驱动频率越小,反之则越大。
参照图1至图3,在一优选实施例中,所述无线充电电路还包括用于检测流经所述谐振电路30电流的负载检测电路40,所述无线驱动芯片U1还包括电流检测脚,所述负载检测电路40的输入端与所述驱动芯片的接地脚连接,所述负载检测电路40的输出端与所述驱动芯片的电流检测脚连接。
本实施例中,负载检测电路40用于检测流经发射线圈S-F的电流,并将检测到的电流检测信号输出至无线驱动芯片U1的电流检测端,从而使无线驱动芯片U1根据电流检测信号控制谐振电路30工作。具体地,当流经发射线圈S-F的电流小于无线驱动芯片U1的预设阈值时,控制谐振电路30正常工作。而当流经发射线圈S-F的电流大于无线驱动芯片U1的预设阈值时,无线驱动芯片U1中的功率开关管停止工作,或者调节功率开关管的导通程度,从而避免流经谐振电路30的电流过大而烧毁谐振电路30及无线驱动芯片U1中的元器件。
进一步地,上实施例中,所述负载检测电路40包括第五电阻R5及第四电容C4,所述第五电阻R5的第一端为所述负载检测电路40的输入端,所述第五电阻R5的第二端为所述负载检测电路40的输出端,并与所述第四电容C4的第二端连接,所述第四电容C4的第二端接地。
本实施例中,可以理解的是,无线驱动芯片U1中集成有电流传感器,第五电阻R5为检测电阻,并将电流信号输出至电流传感器,实现电流信号的检测。第四电容C4为滤波电容,用于滤除电流信号中的杂波成分。
参照图1至图3,进一步地,上述实施例中,所述无线充电电路还包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9,所述无线驱动芯片 U1还包括参考电压输出脚、第一电流设定脚和所述第二电流设定脚,所述参考电压输出脚与所述第六电阻R6的第一端及所述第七电阻R7的第一端互连,所述第六电阻R6的第二端与所述第八电阻R8的第一端及所述第一电流设定脚互连;所述第七电阻R7的第二端与所述第九电阻R9的第一端及所述第二电流设定脚互连;所述第八电阻R8的第二端及所述第九电阻R9的第二端均接地。
本实施例中,第一电流设定脚为无线驱动芯片U1最大电流值设定脚,第二电流设定脚为无线驱动芯片U1最小电流值设定脚,通过最大电流值设定脚和最小电流值设定脚分别设定流经发射线圈S-F的最大电流值和最小电流值。具体地,第六电阻R6和第八电阻R8串联分压,以将参考电压输出脚进行分压后输出至最大电流值设定脚,根据分压原理可知,调节第六电阻R6和第八电阻R8的比值,即可调节输出至最大电流值设定脚的电流参考值。同理,第七电阻R7和第九电阻R9串联分压,以将参考电压输出脚进行分压后输出至最小电流值设定脚,根据分压原理可知,调节第七电阻R7和第九电阻R9的比值,即可调节输出至最小电流值设定脚的电流参考值。
可以理解的是,根据输出至最大电流值设定脚的电流参考值,即可设定流经发射线圈S-F的电流的无线驱动芯片U1的预设阈值时,以使流经发射线圈S-F的电流大于无线驱动芯片U1的预设阈值时,无线驱动芯片U1中的功率开关管停止工作,或者调节功率开关管的导通程度,从而避免流经谐振电路30的电流过大而烧毁谐振电路30及无线驱动芯片U1中的元器件。
本实施例中,可以根据输出至最小电流值设定脚的电流参考值,来判断移动电子设备是否接入,也即在发射线圈S-F端是否有接收线圈接入,以在发射线圈S-F端未接收线圈接入时,控制谐振电路30进入低速开关间歇工作状态,从而降低工作损耗。
参照图1至图3,在一优选实施例中,所述AC/DC转换电路10可以采用阻容型AC/DC转换电路,也可以采用SSR型AC/DC转换电路,本实施优选采用PSR型AC/DC转换电路10。其中,所述PSR型AC/DC转换电路10包括主控制电路11、初级电源处理电路12、次级电源处理电路13、用于给所述主控制电路11供电的电源供电电路14及变压器T1,所述变压器T1包括初级线圈N1、次级线圈N2及辅助线圈N3,所述初级电源处理电路12的输入端为所述AC/DC转换电路10的输入端,所述初级电源处理电路12的输出端与所述初级线圈N1的第一端连接;所述初级线圈N1的第二端与所述主控制电路11的控制端连接;所述次级线圈N2与所述次级电源处理的输入端连接,所述次级电源处理电路13的输出端为所述AC/DC转换电路10;所述次级线圈N2的第一端与所述主控制电路11的电源端连接,所述次级线圈N2 的第二端接地;其中,
所述变压器T1的初级线圈N1与辅助线圈N3耦合,以将经初级电源处理电路12整流滤波后的电压,耦合到电源供电电路14的输入端;
所述电源供电电路14,用于将接入的电源进行整流滤波后,给所述主控制电路11提供工作电压。
参照图1至图3,本实施例中,变压器T1的初级侧设置辅助线圈N3用于为主控制电路11中的PWM控制器U2以及主控制电路11中的其他电路模块提供低干线电压,并将该低干线电压输出至电源供电电路14,电源供电电路14对该低干线电压进行整流、滤波处理后输出至PWM控制器U2的电源端,从而为PWM控制器U2及其他电路模块提供工作电压,解决了降压芯片为主控芯片供电时,降压芯片的成本较高,且由于次级线圈N2输出的电压不稳定时,容易被损坏而导致主控芯片无法工作的问题。
可以理解的是,辅助线圈N3的一端与初级线圈N1接地连在一起,并在辅助线圈N3的线轴上绕一层线,从而与初级线圈N1接地耦合在一起,辅助线圈N3还可以抑制及转移变压器T1初级侧的噪声,并对该噪音进行屏蔽,提高驱动电源的抗干扰能力及滤波能力。
上述实施例中,主控制电路11包括PWM控制器U2、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12及第七电容C7,第十电阻R10和第十一电阻 R11组成串联分压电路,第十电阻R10的一端与辅助线圈N3的一端连接,第十电阻R10和第十一电阻R11的公共端与PWM控制器U2的电压反馈脚连接,本实施例根据初级线圈N1、次级线圈N2和辅助线圈N3之间的耦合关系,通过检测辅助线圈N3上的电压来对AC/DC转换电路10输出端的电压进行检测,本实施例无需在AC/DC转换电路10输出端设置光耦等元器件组成的电压反馈电路,从而降低了无线充电电路的生产成本,同时还可以降低无线充电电路自身的功耗。
参照图1至图3,进一步地,上述实施例中,所述初级电源处理电路12 包括初级滤波单元121、初级整流单元122及吸收电路单元123,所述初级滤波单元121的输入端为所述初级电源处理电路12的输入端,所述初级滤波单元121的输出端与所述初级整流单元122的输入端连接;所述初级整流单元 122的输出端为所述初级电源处理电路12的输出端,并与所述吸收电路的输入端连接。
本实施例中,初级滤波单元121用于滤除交流电源AC中的高频杂波干扰,以无衰减地将交流电输出至初级整流单元122,并衰减随交流电传入的EMI 噪声;同时抑制LED驱动电源产生的EMI噪声,以避免后级谐振电路30工作。初级整流单元122为整流桥堆BR1,用于将交流电源AC输入的交流电转换成直流电。吸收电路单元123用于吸收变压器T1的初级线圈N1和次级线圈N2存在漏感而产生的尖峰能量,以避免尖峰能量损坏后级电路及负载受到损坏。
具体地,所述初级滤波单元121包括电阻器RL1、电容器C21、C22、电感线圈L21、L22,电感线圈用来衰减交流进线上的共模噪声,电容器C21、 C22用于滤除接入的交流电源中的杂波。
参照图1至图3,进一步地,所述吸收电路单元123包括电容C23、第三二极管D23及电阻器R21、R22,电阻器R21的第一端与所述电容C23的第一端及所初级整流单元122的输出端互连;电容C23的第二端与电阻器R22 的第一端连接电阻器R21的第二端与电阻器R22的第二端及第三二极管D23 的阴极互连;所述第三二极管D23的阳极与所述初级线圈N1的第二端连接。
其中,电容C23用于暂存漏感能量,电阻器R21为钳位电阻,用于吸收所述LED驱动电源中变压器T1漏感中储存的能量。第三二极管D23用于在驱动开关断开时,将变压器T1初级侧的电压进行钳位。
进一步地,上述实施例中,所述次级电源处理电路13包括次级滤波单元 131及次级整流单元132,所述次级整流单元132的输入端与所述次级线圈 N2连接;所述次级整流单元132的输出端为所述次级电源处理电路13的输出端与所述次级滤波单元131的输入端连接;所述次级滤波单元131的输出端为所述次级电源处理电路13的输出端。
本实施例中,次级整流单元132和次级滤波单元131用于在变压器T1的初级线圈N1向变压器T1的次级线圈N2放电,变压器T1的次级线圈N2输出供电时,对变压器T1输出的电能进行整流滤波处理。
其中,所述次级整流单元132包括第四二极管D34、电容C31及电阻R31,所述第四二极管D34的阳极为所述次级整流单元132的输入端,并与所述电阻R31的第一端连接,所述第四二极管D34按的阴极为所述次级整流单元132 的输出端。
本实施例中,根据二极管的单向导通特性,第四二极管D34将次级线圈 N2输出的电源电压进行整流处理。
其中,次级滤波单元131包括电容C32、C33、C34、C35、C36、电感器 L31、L32及电阻R31,本实施例中,电容C32、C33、C34及电感L31组成的低通滤波电路,滤除电源电压中的高频杂波,并输出直流电至谐振电路30 的输入端。电容C35、C36、电感器L32组成的低通滤除电路用于滤除电源电压中的高频杂波,并输出直流电至无线驱动芯片U1。
参照图1至图3,进一步地,上述实施例中,所述电源供电电路14包括电阻R41、R42、R43、R44、第五二极管D45、电容C41、电容C42,其中,电阻R41为限流电阻,用于避免输出至第五二极管D45的电压过大而烧毁二极管,第五二极管D45和电容C41、C42组成整流滤波电路,用于将初级线圈N1和次级线圈N2耦合后输出的交流电转换成直流电,并滤除电源中的杂波。本实施例中,还可以通过初级线圈N1与辅助线圈N3进行耦合后,通过电源供电电路14中的二极管、电容组成的整流滤波电路来将初级侧的噪声进行屏蔽,以提高电源的抗干扰性,为谐振电路30提供更稳定的驱动电压。
本实用新型还提出一种无线充电装置,所述无线充电装置包括如上所述的无线充电电路。该无线充电电路的详细结构可参照上述实施例,此处不再赘述;可以理解的是,由于在本实用新型无线充电装置中使用了上述无线充电电路,因此,本实用新型无线充电装置的实施例包括上述无线充电电路全部实施例的全部技术方案,且所达到的技术效果也完全相同,在此不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种无线充电电路,其特征在于,所述无线充电电路包括AC/DC转换电路、线圈驱动电路、双绕组发射线圈及谐振电容;所述双绕组发射线圈包括并行绕制的发射线圈和屏蔽线圈,所述谐振电容与所述发射线圈构成谐振电路;所述AC/DC转换电路的输入端用于接入交流电源,所述AC/DC转换电路的输出端与所述发射线圈的第一端连接;所述发射线圈的第二端与所述线圈驱动电路的控制端连接;所述屏蔽线圈的第一端悬空,所述屏蔽线圈的第二端接地;所述谐振电容与所述发射线圈并联设置;其中,
所述AC/DC转换电路,用于将接入的交流电转换为直流电;
所述线圈驱动电路,用于控制所述谐振电路工作在谐振状态,以使所述发射线圈产生交变磁场;
所述屏蔽线圈,用于滤除所述发射线圈产生的电磁干扰信号。
2.如权利要求1所述的无线充电电路,其特征在于,所述双绕组发射线圈为两并行设置的导线沿一轴线螺旋绕制且依次叠设所形成的环状线圈,或者所述双绕组发射线圈为盘状线圈结构。
3.如权利要求1所述的无线充电电路,其特征在于,所述线圈驱动电路包括无线驱动芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第二电感及第一二极管,所述无线驱动芯片包括电源脚、驱动脚、接地脚、振荡电阻接入脚、PWM输入脚、PWM输出脚,所述电源脚与所述AC/DC转换电路的输出端及所述第一电阻的第一端互连,所述第一电阻的第二端与所述振荡电阻接入脚连接;所述PWM输出脚经所述第二电阻与所述PWM输入脚及所述第三电阻的第一端互连,所述第三电阻的第二端接地;所述驱动脚为所述线圈驱动电路的控制端,并与所述第一二极管的阴极连接;所述接地脚经所述第四电阻及所述第二电感接地;所述第一二极管的阳极与所述接地脚连接;所述第二电容与所述第一二极管并联设置;所述第三电容与所述第四电阻并联设置。
4.如权利要求3所述的无线充电电路,其特征在于,所述无线充电电路还包括用于检测流经所述谐振电路电流的负载检测电路,所述无线驱动芯片还包括电流检测脚,所述负载检测电路的输入端与所述驱动芯片的接地脚连接,所述负载检测电路的输出端与所述驱动芯片的电流检测脚连接。
5.如权利要求4所述的无线充电电路,其特征在于,所述负载检测电路包括第五电阻及第四电容,所述第五电阻的第一端为所述负载检测电路的输入端,所述第五电阻的第二端为所述负载检测电路的输出端,并与所述第四电容的第二端连接,所述第四电容的第二端接地。
6.如权利要求5所述的无线充电电路,其特征在于,所述无线充电电路还包括第六电阻、第七电阻、第八电阻及第九电阻,所述无线驱动芯片还包括参考电压输出脚、第一电流设定脚和所述第二电流设定脚,所述参考电压输出脚与所述第六电阻的第一端及所述第七电阻的第一端互连,所述第六电阻的第二端与所述第八电阻的第一端及所述第一电流设定脚互连;所述第七电阻的第二端与所述第九电阻的第一端及所述第二电流设定脚互连;所述第八电阻的第二端及所述第九电阻的第二端均接地。
7.如权利要求1至6任意一项所述的无线充电电路,其特征在于,所述AC/DC转换电路为PSR型AC/DC转换电路,所述PSR型AC/DC转换电路包括主控制电路、初级电源处理电路、次级电源处理电路、用于给所述主控制电路供电的电源供电电路及变压器,所述变压器包括初级线圈、次级线圈及辅助线圈,所述初级电源处理电路的输入端为所述AC/DC转换电路的输入端,所述初级电源处理电路的输出端与所述初级线圈的第一端连接;所述初级线圈的第二端与所述主控制电路的控制端连接;所述次级线圈与所述次级电源处理的输入端连接,所述次级电源处理电路的输出端为所述AC/DC转换电路;所述次级线圈的第一端与所述主控制电路的电源端连接,所述次级线圈的第二端接地;其中,
所述变压器的初级线圈与辅助线圈耦合,以将经初级电源处理电路整流滤波后的电压,耦合到电源供电电路的输入端;
所述电源供电电路,用于将接入的电源进行整流滤波后,给所述主控制电路提供工作电压。
8.如权利要求7所述的无线充电电路,其特征在于,所述初级电源处理电路包括初级滤波单元、初级整流单元及吸收电路单元,所述初级滤波单元的输入端为所述初级电源处理电路的输入端,所述初级滤波单元的输出端与所述初级整流单元的输入端连接;所述初级整流单元的输出端为所述初级电源处理电路的输出端,并与所述吸收电路的输入端连接。
9.如权利要求7所述的无线充电电路,其特征在于,所述次级电源处理电路包括次级滤波单元及次级整流单元,所述次级整流单元的输入端与所述次级线圈连接;所述次级整流单元的输出端为所述次级电源处理电路的输出端与所述次级滤波单元的输入端连接;所述次级滤波单元的输出端为所述次级电源处理电路的输出端。
10.一种无线充电装置,其特征在于,包括如权利要求1至9任意一项所述的无线充电电路。
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