本發(fā)明涉及無線充電領(lǐng)域，具體地說，涉及一種電能發(fā)射結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的無線充電裝置。

背景技術(shù)：

磁共振式的無線充電系統(tǒng)包括有電能發(fā)射端和電能接收端，如圖1所示，電能發(fā)射端接收外部電能產(chǎn)生空間磁場將能量以無線方式傳輸給電能接收端。

為了能使電能接收端在更大范圍內(nèi)感生空間磁場以產(chǎn)生電壓給電子設(shè)備,一種方式是采用增加電能發(fā)射端中發(fā)射線圈的尺寸和感值,但是增加發(fā)射線圈的尺寸和感值，往往需要增加發(fā)射線圈的匝數(shù)和面積，而根據(jù)電容的計算公式，c＝εs/d，增大線圈面積會增加發(fā)射線圈對地之間的寄生電容，根據(jù)共模電流icm和寄生電容之間的關(guān)系，icm＝cdv/dt。如圖2所示，線圈上高頻交流電壓通過這個寄生電容更容易形成對大地共模電流，增加了emc傳導(dǎo)干擾。并且，當(dāng)發(fā)射線圈的尺寸增加后，則線圈的周長相應(yīng)會增加，如果線圈中流過高頻交變的電流，那么高頻電流更容易形成電磁波輻射出，增加emc輻射干擾。

另一種方式是通過增加發(fā)射線圈中的交變電流，來增加發(fā)射線圈的磁場，這種方式會增加發(fā)射線圈兩端的電壓(v＝j(luò)ωls·is)，根據(jù)上述共模電流的計算公式，也會增加對地的共模電流。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種電能發(fā)射結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的無線充電裝置。通過將共模電流抑制電路連接在發(fā)射線圈之前，可以很好的降低系統(tǒng)的共模電流，減小emc的傳導(dǎo)干擾，同時可以降低高頻電流分量對emc的輻射干擾的影響。

依據(jù)本發(fā)明的一種電能發(fā)射結(jié)構(gòu)，包括逆變電路、電能發(fā)射線圈，所述電能發(fā)射結(jié)構(gòu)還包括共模電流抑制電路，

所述共模電流抑制電路連接在所述逆變電路和電能發(fā)射線圈之間，

所述逆變電路接收外部直流電壓信號以輸出交變電壓信號傳輸給電能發(fā)射線圈；

所述電能發(fā)射線圈接收所述交變電壓信號以產(chǎn)生空間磁場傳輸給電能接收結(jié)構(gòu)；

其中，所述共模電流抑制電路用于減小所述電能發(fā)射線圈中的共模電流。

優(yōu)選地，所述共模電流抑制電路用于減小所述電能發(fā)射線圈對地之間的共模電流大小。

優(yōu)選地，當(dāng)所述交變電壓信號中包含高頻諧波分量時，所述共模電流抑制電路用于減小輸入至所述電能發(fā)射線圈中的所述高頻諧波分量產(chǎn)生的高頻共模電流。

優(yōu)選地，所述電能發(fā)射結(jié)構(gòu)還包括諧振電容，所述電能發(fā)射線圈和諧振電容的諧振頻率與系統(tǒng)工作頻率一致。

優(yōu)選地，當(dāng)所述諧振電容連接在所述逆變電路和電能發(fā)射線圈之間時，所述共模電流抑制電路連接在所述逆變電路和所述諧振電容之間。

優(yōu)選地，當(dāng)所述諧振電容連接在所述逆變電路和電能發(fā)射線圈之間時，所述共模電流抑制電路連接在所述諧振電容和所述電能發(fā)射線圈之間。

優(yōu)選地，所述共模電流抑制電路包括共模電感。

依據(jù)本發(fā)明一種無線充電裝置，包括電能發(fā)射端和電能接收端，所述電能發(fā)射端包括上述的電能發(fā)射結(jié)構(gòu),

電能發(fā)射端接收外部直流電壓信號以產(chǎn)生空間磁場傳輸給電能接收端；

所述電能接收端感應(yīng)所述空間磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電壓并經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換后輸出預(yù)定大小電壓供給負(fù)載。

綜上所述的一種電能發(fā)射結(jié)構(gòu)及應(yīng)用其的無線充電裝置，通過將共模電流抑制電路連接在逆變電路和發(fā)射線圈之間，可以很好的降低發(fā)射線圈對地之間的共模電流，減小emc傳導(dǎo)干擾，同時可以降低逆變電路輸出的交流電壓的高頻諧波分量對發(fā)射線圈產(chǎn)生的高頻共模電流，降低高頻電流分量的emc輻射干擾的影響。

附圖說明

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；

圖2所示為發(fā)射線圈對地產(chǎn)生的共模電流的示意圖；

圖3所示為依據(jù)本發(fā)明的無線充電裝置的第一實施例的電路圖；

圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的無線充電裝置的第二實施例的電路圖；

圖5發(fā)射線圈輸入端不加共模電感的emc輻射測試的波形圖；

圖6發(fā)射線圈輸入端加共模電感的emc輻射測試的波形圖；

圖7共模電感加在系統(tǒng)的電源輸入側(cè)的emc傳導(dǎo)測試的波形圖；

圖8共模電感加在發(fā)射線圈的兩端的emc傳導(dǎo)測試的波形圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，但本發(fā)明不限于此。

參考圖3所示的無線充電裝置，所述無線充電裝置包括電能發(fā)射端(也即電能發(fā)射結(jié)構(gòu))和電能接收端，所述電能發(fā)射端包括逆變電路(未示出)、電能發(fā)射線圈ls，所述逆變電路接收外部直流電壓信號以輸出交變電壓信號vs。進一步的，所述電能發(fā)射端還包括共模電流抑制電路，本實施方式中，所述共模電流抑制電路具體為括共模電感cm。電能接收端包括諧振電容cd和電能接收線圈ld。所述無線充電裝置還包括變壓器t。

本實施方式中，為了實現(xiàn)能量傳輸?shù)母咝剩鲭娔馨l(fā)射端還包括諧振電容cs，所述電能發(fā)射線圈ls和諧振電容cs的諧振頻率與系統(tǒng)工作頻率一致，所述系統(tǒng)工作頻率為無線充電裝置的工作頻率，記為ω0，所述無線充電裝置的系統(tǒng)工作頻率是根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和效率要求預(yù)先設(shè)定的，例如優(yōu)選頻率設(shè)置為6.78mhz。

所述共模電感cm連接在所述逆變電路和所述電能發(fā)射線圈ls之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，當(dāng)諧振電容連接在電能發(fā)射線圈的輸出側(cè)(靠近電能接收端一側(cè))時，則所述共模電感cm連接在所述逆變電路和所述電能發(fā)射線圈ls之間，當(dāng)所述諧振電容連接在所述逆變電路和電能發(fā)射線圈之間時，所述共模電感cm連接在所述諧振電容cs和所述電能發(fā)射線圈ls之間或者是所述共模電感cm連接在所述逆變電路和所述諧振電容cs之間。如圖3所示為共模電感cm連接在所述諧振電容cs和所述電能發(fā)射線圈ls之間，如圖4所示為所述共模電感cm連接在所述逆變電路和所述諧振電容cs之間。

這里，以圖3所示的電路示例進行說明，圖4所示電路的原理和效果與圖3相同。根據(jù)共模電感的工作原理，當(dāng)原邊線圈通過加共模電感cm后，逆變電路輸出的高頻交變電流首先要經(jīng)過共模電感cm，那么輸入至電能發(fā)射線圈的高頻諧波電壓(或高頻諧波電流)可得到有效阻止，即是通過共模電感的阻擋可以使得輸入至電能發(fā)射線圈的高頻共模電流減小，從而可以降低發(fā)射線圈輻射的高頻電磁波,減小emc的輻射干擾。為了更清楚的闡述在發(fā)射線圈加入共模電感和不加入共模電感的區(qū)別，下面可通過測試圖形結(jié)果介紹：圖5和圖6為發(fā)射線圈的輸入端不加共模電感和加入共模電感的系統(tǒng)的emc輻射干擾的測試(測試頻率：30mhz-1ghz)，從上述對比圖中可以看出當(dāng)發(fā)射線圈的輸入端存在高頻交流電壓時，在發(fā)射線圈之前加入共模電感后，系統(tǒng)的emc輻射干擾得到明顯改善，最高處大概有15db-50db的衰減，效果明顯。

另一方面，由于電能發(fā)射端加入了共模電感，則對于發(fā)射端而言，原邊發(fā)射線圈、共模電感和地之間形成一個回路，共模電感在回路中呈現(xiàn)高阻特性，抑制了發(fā)射線圈共模電流傳輸?shù)较到y(tǒng)輸出端，從在系統(tǒng)輸出端的emc傳導(dǎo)干擾會減小很多。同樣的，為了更清楚的闡述在發(fā)射線圈加入共模電感和不加入共模電感的區(qū)別，下面可通過測試圖形介紹：圖7和圖8為共模電感加在發(fā)射線圈兩端和共模電感加在系統(tǒng)電源的輸入端的emc傳導(dǎo)干擾的測試(測試頻率0.15mhz-30mhz)，從上述兩幅圖可以看出，當(dāng)系統(tǒng)工作在6.78mhz時，其工作頻率的三次諧波的傳導(dǎo)emc干擾有很大改善，大概有10db-30db的衰減。

綜上，當(dāng)將共模電感接入在發(fā)射線圈之前，無論是對emc的傳導(dǎo)干擾還是emc的輻射干擾均有較大改善，可以很好的降低發(fā)射線圈對地的共模電流和降低高頻交流分量對發(fā)射線圈的高頻共模電流，從而使得系統(tǒng)的emc滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到最優(yōu)的效果。

最后，本發(fā)明公開了一種無線充電裝置，包括電能發(fā)射端和電能接收端，所述電能發(fā)射端為上述的電能發(fā)射結(jié)構(gòu)，電能發(fā)射端接收外部直流電壓信號以產(chǎn)生空間磁場傳輸給電能接收端；所述電能接收端感應(yīng)所述空間磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電壓并經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換后輸出預(yù)定大小電壓供給負(fù)載。同理的，采用加入共模電感的無線充電裝置能很好的改善系統(tǒng)的emc的和emc的輻射干擾，使得系統(tǒng)的emc干擾滿足歐盟標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到最優(yōu)的效果。

以上對依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的電能發(fā)射結(jié)構(gòu)和無線充電裝置進行了詳盡描述，但關(guān)于該專利的電路和有益效果不應(yīng)該被認(rèn)為僅僅局限于上述所述的，公開的實施例和附圖可以更好的理解本發(fā)明，因此，上述公開的實施例及說明書附圖內(nèi)容是為了更好的理解本發(fā)明，本發(fā)明保護并不限于限定本公開的范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明實施例的替換、修改均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。