[发明专利]一种无线充电电路与系统

说明书

本发明提供了一种无线充电电路，包括充电电路、中间储能电路、负载电路以及控制电路；所述中间储能电路包括发射电路以及接收电路；所述充电电路其输入端连接外部直流电源，输出端通过电连接的方式连接到发射电路的输入端；发射电路的输出端通过磁感应耦合的方式连接至接收电路的输入端；所述接收电路的输出端连接至负载电路的输入端；所述发射电路与接收电路都为谐振电路，通过谐振，将发射电路的能量通过发射电路的输出端无线传输至接收电路的输入端；所述负载电路的输出端连接有负载；所述控制电路用于控制充电电路、发射电路与接收电路、负载电路在不同工作状态下的工作时序控制。本发明不仅具有较高的充电效率，还保证了较高的输出功率能力。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别是一种无线充电电路与系统。

背景技术

无线电能传输技术，在19世纪90年代，尼古拉.特斯拉实用新型了“特斯拉线圈”，便能够通过空气传播电力，从此便开启了无线式电力传播的时代。

无线充电技术是目前比较流行的充电技术，由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露，具有使用方便、外形美观简介等特点，被广泛应用在电子产品中例如移动智能终端中。

传统的无线充电方案中，接收端通过感应线圈的电磁感应来实现对能量的传输，最后送入到电池，实现对电池的充电。但根据电磁感应线圈之间的距离变化，无线充电系统的耦合状态也会发生变化；若距离越小，则耦合程度也增大，此时无线能量的发射接收频率加快，充电系统的功率传输能力和效率会同时增大，但当其耦合系数增大到一定值后，后级接收电路会对前级发射电路产生反射电压，使得充电系统的能量功率传输能力随着距离的进一步减小也减小。

因此，如何在保证提高充电效率的前提下，且不牺牲无线充电系统的输出功率能力是在无线充电领域亟待研究解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种无线充电电路与系统，该充电电路与系统不仅具有较高的充电效率，还保证了较高的输出功率能力。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现:

提供了一种无线充电电路，包括充电电路、中间储能电路、负载电路以及控制电路；

所述中间储能电路包括发射电路以及接收电路；所述充电电路用于将外部电源的电能存储进入充电电路中，其输入端连接外部直流电源，输出端通过电连接的方式连接到发射电路的输入端；发射电路的输出端通过磁感应耦合的方式连接至接收电路的输入端，所述发射电路用于将储存在充电电路中的能量抽取到发射电路中；所述接收电路的输出端连接至负载电路的输入端；所述发射电路与接收电路都为谐振网络电路，通过同步谐振，将发射电路的能量通过发射电路的输出端无线传输至接收电路的输入端；所述负载电路的输出端连接有负载，所述负载电路用来将接收电路接收的能量抽取至负载电路中进而传输给负载；所述控制电路用于控制充电电路、发射电路与接收电路、负载电路在不同工作状态下的工作时序控制。

优选地，所述充电电路包括第一二极管、充电电感、第一开关电路以及第一转移电容；所述第一二极管的一端连接至充电电路输入端的第一端；第一二极管的另一端连接至充电电感的第一端，充电电感的第二端连接至第一开关电路的第一端，所述第一开关电路第二端连接至充电电路输入端的第二端；所述第一开关电路的两端并联有第一转移电容，所述第一转移电容的两端即为充电电路的输出端。

优选地，所述发射电路包括第一电容、第一谐振线圈；所述第一谐振线圈的电阻为第一电阻，电感为第一电感；所述发射电路中第一电容、第一电阻与第一电感串联；所述接收电路包括第二谐振线圈、第二电容；所述第二谐振线圈的电阻为第二电阻，电感为第二电感；所述接收电路中第二电感、第二电阻以及第二电容串联；所述发射电路的第一电容、第一电阻、第一电感与接收电路的第二电容、第二电阻、第二电感参数对应相等。