[发明专利]无线电能传输电路、无线电能发射端和无线电能接收端

说明书

公开了一种无线电能传输电路、无线电能发射端和无线电能接收端，通过将谐振电路中的电容分为两个，并分别以串联方式设置于线圈的两端，使得一部分对地共模电流由线圈流向地，同时，另一部分对地共模电流由地流向线圈，从而相互抵消，抑制总的对地共模电流。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及无线充电技术，更具体地，涉及一种无线电能传输电路、无线电能发射端和无线电能接收端。

背景技术

无线供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。无线供电技术通常通过发射侧线圈和接收侧线圈的相互电磁耦合来实现电能的无线传输。其中，磁共振型无线供电方法可以以无线方式向相距一定距离的接收端高效提供电能。在该方法中，电能发射端和电能接收端都配备有由线圈和电容组成的谐振电路，它允许电场和磁场在两个电路之间谐振，以无线传输电能。

如图1所示，现有的无线电能发射电路通常采用线圈Ls和电容Cs串联来形成LC谐振电路，LC谐振电路在预定的工作角频率ω0谐振，使得无线电能发射电路的阻抗为零(也即，)，从而能以较高的传输效率进行电能发射。

但是，为了在供电时基于无线电能接收端更大的位置自由度或同时耦合多个无线电能接收端进行供电，通常会增加发射线圈Ls或接收线圈Ld的尺寸和感值，以提高发射和接收线圈的耦合。这会导致线圈匝数和面积的增加，进而增加线圈的对大地寄生电容Cp＝εS/D，其中，ε为介电常数，S为线圈的面积，D为线圈与地之间的距离。同时，如图2所示，由于寄生电容C1-Cn的存在，线圈上的跳变电压容易通过寄生电容形成对地共模电流Icm，I_CM＝Cp dV/dt，引起传导电磁干扰(EMI)。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种无线电能传输电路、无线电能发射端和无线电能接收端，以在增大线圈尺寸或匝数的同时有效抑制对地共模电流。

第一方面，提供一种无线电能传输电路，包括：

线圈；

第一电容，串联连接在所述线圈的第一端；以及

第二电容，串联连接在所述线圈的第二端；

其中，所述第一电容、第二电容与所述线圈在预定的工作频率谐振。

进一步地，所述第一电容与所述第二电容的电容值比例被设置为使得线圈的对地共模电流最小化。

进一步地，所述第一电容与所述第二电容的电容值相等。

进一步地，所述第一电容和第二电容的电容值比例与所述线圈的绕制形状匹配。

进一步地，所述第一电容和所述第二电容的电容值被配置为使得串联后的等效电容值与所述线圈的电感值在所述工作频率谐振。

进一步地，所述无线电能传输电路为无线电能发射电路或无线电能接收电路。

第二方面，提供一种无线电能发射端，适于以无线方式发射电能，其中，所述无线电能发射端包括如上所述的无线电能传输电路。

第三方面，提供一种无线电能接收端，适于以无线方式接收电能，其中，所述无线电能接收端包括如上所述的无线电能传输电路。

通过将谐振电路中的电容分为两个，并分别以串联方式设置于线圈的两端，使得线圈上的电压基本对称分布，一部分对地共模电流由线圈流向地，同时，另一部分对地共模电流由地流向线圈，从而相互抵消，抑制总的对地共模电流。

附图说明

图1是现有技术的无线电能发射电路的电路图；

图2是现有技术的无线电能发射电路的等效电路图；

图3是现有技术的无线电能发射电路的等效电路图；