[发明专利]一种线圈模组、无线电能发射电路及接收电路

说明书

本申请公开了一种线圈模组、无线电能发射电路及接收电路，通过将多个线圈相互重叠放置，并且在相邻的线圈之间和线圈模组的输出端均设置一个相匹配的电容，使得在线圈截面面积不变的同时，增大了耦合电感，并有效地降低了叠层线圈之间由于寄生电容造成的环流，提高了充电效率。

本申请要求了2017年12月25日提交的，申请号为2017114224177、发明名称为“一种线圈模组、无线电能发射电路及接收电路”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电子电力技术，具体涉及无线充电技术，更具体地，涉及一种线圈模组、无线电能发射电路及接收电路。

背景技术

无线充电技术可以以无线方式在电子设备之间传输电能，因而广泛应用于消费电子产品和其它类型的电子产品中。无线充电技术通常通过无线电能发射端线圈和无线电能接收端线圈的相互电磁耦合来实现电能的无线传输。

无线电能发射端将直流电压转换为交变电流，交变电流通过无线电能发射端线圈产生交变磁场。无线电能接收端耦合交变的磁场感应出相应的交变电压，然后通过整流电路将交变电压转换为直流电压给电子设备充电。无线电能接收端耦合交变磁场，感生电压的能力为：

U_s＝ωMI_p(其中)

其中ω为交变磁场的频率，M为电能发射线圈和接收线圈的耦合电感，I_p为电能发射线圈中的电流，表征磁场强度，Lp为电能发射线圈的电感值，Ls为电能接收线圈的电感值，k为电能发射线圈和电能接收线圈的耦合系数。

由上式可知，通过提高耦合电感M可以提高无线电能接收端的感生电压。耦合电感M可通过提高电能发射线圈的电感值、电能接收线圈的电感值或电能发射线圈和电能接收线圈的耦合系数实现。线圈的电感值和耦合系数可通过增加线圈的匝数实现(线圈的电感值与匝数的平方成正比)，如图1所示，将线圈匝数从同一平面上从4匝增加到8匝，这样匝数增加2倍，电感值将近增加4倍。但是，在同一平面上增加线圈的匝数，线圈的面积会越来越大，若在线圈匝数增加后，电能发射线圈和电能接收线圈的面积不对应，会造成电能发射线圈面积和电能接收线圈面积的相对比例增加，进而造成耦合系数k的减小，使得充电效率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请公开一种线圈模组、无线电能发射电路及接收电路，以在使得线圈截面面积不变的同时，增大耦合电感，降低寄生电容造成的环流，提高充电效率。

第一方面，提供一种线圈模组，包括：

N个线圈，以平面方式绕制且相互重叠放置；

N-1个第一电容，第i个第一电容设置在第i个线圈和第i+1个线圈之间，从而形成N个线圈和N-1个电容的串联电路，i＝1至N-1，N大于等于2；以及

第二电容，串联连接在所述N个线圈和N-1个电容的串联电路的一端。

进一步地，所述N个电容的配置参数使得相邻两层线圈之间的电压差最小化。

进一步地，所述N个线圈的电感值均为L/N，所述N-1个第一电容和所述第二电容的电容值均为N*C；

其中，

进一步地，所述N个线圈大小形状相同。

进一步地，所述N个线圈以同心方式上下放置。

进一步地，所述线圈模组还包括：

第三电容，串联连接在所述N个线圈和N-1个电容的串联电路的另一端。

进一步地，所述N-1个第一电容的电容值均为N*C，所述第二电容和所述第三电容的电容值均为2N*C。

进一步地，所述线圈模组还包括：