磁共振式无线充电电路的制作方法
磁共振式无线充电电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及无线充电技术领域，特别设及一种磁共振式无线充电电路。
【背景技术】
[0002] 无线充电技术（wirelesschargingtechnology)是利用电感禪合，由供电设备将 能量传送至待充电设备，供电设备与待充电设备之间不用电线连接。按照实现原理的不同， 无线充电技术分为电场禪合式、电磁感应式、磁共振式、无线电波式等类型。其中，磁共振式 无线充电电路包括能量发送装置（包括发射线圈）和能量接收装置（包括接收线圈），发射 线圈和接收线圈在一个特定的频率上共振，此时能量发送装置和能量接收装置可W交换彼 此的能量，实现无线充电。
[0003] 现有一种磁共振式无线充电的能量发送装置包括；高频振荡电路，用于产生高频 振荡信号；发射线圈，用于发射高频振荡信号；电源模块，用于为高频振荡电路供电。其中， 高频振荡电路包括开关管。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在W下问题：
[0005] 高频振荡电路中的开关管的性能决定了发射信号（即高频振荡信号）所能达到的 频率。若选用性能好的开关管，则发射信号所能达到的频率较高，发射信号可传输的距离较 远，无线充电效果较好。但是购买性能好的开关管的成本较高，而且性能好的开关管还很难 购买到，因此一般只能采用廉价的性能差的开关管，此时发射信号所能达到的频率较低，发 射信号可传输的距离较近，无线充电的效果不好。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术采用廉价开关管时无线充电效果不好的问题，本发明实施例提 供了一种磁共振式无线充电电路。所述技术方案如下：
[0007] 本发明实施例提供了一种磁共振式无线充电电路，所述磁共振式无线充电电路包 括：
[000引局频振汤电路，用于广生初始振汤f目号；
[0009] 驱动电路，用于采用所述初始振荡信号生成发射信号，并发射所述发射信号；
[0010] 其中，所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的n级驱动子电路和（n-1) 级隔直电路，n> 2且n为整数，每级所述驱动子电路包括串联的二倍频电路和第一选频电 路。
[0011] 在本发明一种可能的实现方式中，所述第一选频电路包括并联的第一电容和第一 电感；
[0012] 第i级所述驱动子电路中的所述第一电容和所述第一电感满足如下公式：
[0013] L/1 *O.I=-----； 4'* 口 *死 */0)2
[0014] 其中，第i级所述驱动子电路为第i个与所述高频振荡电路串联的所述驱动子电 路，1《i《n且i为整数，fO为所述初始振荡信号的频率，Lil为第i级所述驱动子电路 中的所述第一电感的电感值，Cil为第i级所述驱动子电路中的所述第一电容的电容值。
[0015] 在本发明另一种可能的实现方式中，当所述驱动电路包括一级驱动子电路时，所 述第一选频电路包括第二电容、第二电感、W及直流消除电路；
[0016] 当所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的n级驱动子电路和（n-1)级隔 直电路时，n> 2且n为整数，第n级所述驱动子电路中的所述第一选频电路包括第二电容、 第二电感、W及直流消除电路，第n级所述驱动子电路为第n个与所述高频振荡电路串联的 所述驱动子电路；
[0017] 其中，所述直流消除电路分别与所述第二电容、所述第二电感连接。
[0018] 可选地，所述直流消除电路包括变压器，所述变压器的两个输入端分别与所述第 二电容连接，所述变压器的两个输出端分别与所述第二电感连接。
[0019] 优选地，当所述驱动电路包括一级驱动子电路时，所述第二电容、所述第二电感、 所述变压器满足如下公式：
[0020]
[0021] 当所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的n级驱动子电路和（n-1)级隔 直电路时，n> 2且n为整数，所述第二电容、所述第二电感、所述变压器满足如下公式：
[0022]
[0023] 其中，fO为所述初始振荡信号的频率，L为所述第二电感和所述变压器并联的等 效电感值，C2为所述第二电容的电容值。
[0024] 在本发明又一种可能的实现方式中，所述二倍频电路包括第一二极管、第二二极 管、第=二极管、第四二极管，所述第一二极管的正极与所述第四二极管的负极连接，所述 第一二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述第=二极 管的负极连接，所述第=二极管的正极与所述第四二极管的正极连接；
[0025] 第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第二二极管的连接点、所述第 =二极管和所述第四二极管的连接点分别与第i级所述驱动子电路包括的所述第一选频 电路连接；
[0026] 当i= 1时，第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第四二极管的连 接点、所述第二二极管和所述第=二极管的连接点分别与所述高频振荡电路连接；
[0027] 当i> 2时，第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第四二极管的连 接点、所述第二二极管和所述第=二极管的连接点分别与第（i-1)级所述驱动子电路包括 的所述第一选频电路连接；
[0028] 其中，第i级所述驱动子电路为第i个与所述高频振荡电路串联的所述驱动子电 路，i《n且i为整数。
[0029] 在本发明又一种可能的实现方式中，所述驱动电路还包括：
[0030] 第二选频电路，串联在所述高频振荡电路和所述驱动子电路之间，用于对所述初 始振荡信号进行滤波。
[0031] 可选地，所述第二选频电路包括串联或并联的第=电感和第=电容；
[0032] 所述第S电感和所述第S电容满足如下公式：
[0033] L3*C3=-!---； (2*兄
[0034] 其中，fO为所述初始振荡信号的频率，L3为所述第=电感的电感值，C3为所述第 S电容的电容值。
[00巧]在本发明又一种可能的实现方式中，所述驱动电路还包括：
[0036] 尖峰消除电路，与所述驱动子电路连接，用于消除所述驱动子电路的输出信号中 的尖峰。
[0037] 可选地，所述尖峰消除电路包括第四电容，所述第四电容的一端与所述驱动子电 路连接，所述第四电容的另一端接地。
[003引在本发明又一种可能的实现方式中，所述隔直电路包括第五电容。
[0039] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0040] 通过增加包括二倍频电路和第一选频电路的驱动电路，对高频振荡电路产生的初 始振荡信号进行倍频，得到频率更高的发射信号，提高了发射信号的频率，保证了发射信号 可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频率达到一定值时，降低了 对开关管的要求，可W采用廉价开关管实现效果良好的无线充电电路，降低了无线充电电 路的生产成本。
【附图说明】
[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 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发明的一些实施例，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W根据该些附图获得其他 的附图。
[0042] 图1是本发明实施例提供的一种磁共振式无线充电电路的结构示意图；
[0043] 图2是本发明实施例提供的另一种磁共振式无线充电电路的结构示意图；
[0044 ]图3是本发明实施例提供的二倍频电路输入信号和输出信号波形示意图；
[0045] 图4是本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路的结构示意图；
[0046] 图5是本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路的结构示意图；
[0047] 图6是本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0048] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0049] 本发明实施例提供了一种磁共振式无线充电电路，参见图1，该磁共振式无线充电 电路包括：
[0050] 高频振荡电路11，用于产生初始振荡信号；
[0051] 驱动电路12,用于采用初始振荡信号生成发射信号，并发射该发射信号；
[0052] 其中，驱动电路12包括一级驱动子电路121 (详见图2和图4所示的磁共振式无 线充电电路）或交替串联的n级驱动子电路121和（n-1)级隔直电路122(详见图5和图 6所示的磁共振式无线充电电路），n> 2且n为整数，每级驱动子电路121包括串联的二 倍频电路121a和第一选频电路12化。
[0053] 下面简单介绍一下本发明实施例提供的磁共振式无线充电电路的工作原理：
[0054] 在高频振荡电路11产生初始振荡信号之后，驱动电路12对初始振荡信号进行倍 频，得到发射信号。在驱动电路12中，各级驱动子电路121均对输入信号进行二倍频后输 出，隔直电路122过滤掉上一级驱动子电路121输出信号中的直流成分后传输给下一级驱 动子电路121。在各个驱动子电路121中，二倍频电路121a对输入信号进行二倍频，第一选 频电路12化从倍频后的信号中选出二倍频后的信号。
[0055] 容易知道，参见图1，该磁共振式无线充电电路还可W包括无线通信模块13和电 源模块14,无线通信模块13、电源模块14分别与高频振荡电路11连接。无线通信模块13 用于接收调整发射信号的频率和功率的信号，W使高频振荡电路11根据接收的信号调整 初始振荡信号的频率和功率。电源模块14用于为高频振荡电路11供电。
[0056] 本发明实施例通过增加包括二倍频电路和第一选频电路的驱动电路，对高频振荡 电路产生的初始振荡信号进行倍频，得到频率更高的发射信号，提高了发射信号的频率，保 证了发射信号可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频率达到一 定值时，降低了对开关管的要求，可W采用廉价开关管实现效果良好的无线充电电路，降低 了无线充电电路的生产成本。
[0057] 图2显示了本发明实施例提供的另一种磁共振式无线充电电路，图2所示的实施 例中，驱动电路只包括一级驱动子电路，参见图2,该磁共振式无线充电电路包括：
[0058] 高频振荡电路21，用于产生初始振荡信号；
[0059] 驱动电路22,用于采用初始振荡信号生成发射信号，并发射该发射信号；
[0060] 其中，驱动电路22包括一级驱动子电路221，该驱动子电路221包括串联的二倍频 电路221a和第一选频电路22化。
[0061] 需要说明的是，包括二倍频电路和第一选频电路的驱动电路，可W对高频振荡电 路产生的初始振荡信号进行二倍频，得到频率更高的发射信号，提高了发射信号的频率，保 证了发射信号可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频率达到一 定值时，降低了对开关管的要求，可W采用廉价开关管实现效果良好的无线充电电路，降低 了无线充电电路的生产成本。
[0062] 可选地，参见图2,二倍频电路221a可W包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第 S二极管VD3和第四二极管VD4,第一二极管VD1的正极与第四二极管VD4的负极连接，第 一二极管VD1的负极与第二二极管VD2的负极连接，第二二极管VD2的正极与第S二极管 VD3的负极连接，第S二极管VD3的正极与第四二极管VD4的正极连接。
[0063] 第一二极管VD1和第二二极管VD2的连接点、第S二极管VD3和第四二极管VD4 连接点分别与第一选频电路22化连接。
[0064] 第一二极管VD1和第四二极管VD4连接点、第二二极管VD2和第S二极管VD3的 连接点分别与高频振荡电路21连接。
[0065] 容易知道，第一二极管VD1、第二二极管VD2、第S二极管VD3和第四二极管VD4可 W将全波信号转换为半波信号，因此可W实现对输入信号进行二倍频后输出。具体地，如图 2所示，当输入信号的电流是从高频振荡电路21与第一二极管VD1的连接点向高频振荡电 路21与第二二极管VD2的连接点流动时，输入信号依次流经第一二极管VDl、第一选频电 路22化、第S二极管VD3,输出信号的波形与输入信号相同；当输入信号的电流是从高频振 荡电路21与第二二极管VD2的连接点向高频振荡电路21与第一二极管VD1的连接点流动 时，输入信号依次流经第二二极管VD2、第一选频电路22化、第四二极管VD4,输出信号的波 形与输入信号的波形相反。参见图3,若输入信号为正弦波时，输出信号为将正弦波信号取 绝对值后的信号，输出信号的频率为输入信号的两倍，实现了对输入信号的二倍频。
[0066] 可W理解地，二倍频电路221a采用二极管实现，成本较低，而且还能承受大功率 的信号。
[0067] 具体地，参见图2,第一选频电路22化可W包括并联的第一电容C1和第一电感 11。
[0068] 容易知道，LC电路具有选频作用，第一选频电路22化采用并联的第一电容C1和 第一电感11，可W抑制非所需频率的信号，对信号频率进行筛选，得到所需频率的信号。而 且第一选频电路22化采用电容和电感实现，成本低，还能承受大功率的信号。
[0069] 优选地，第一电容C1和第一电感L1可W满足如下公式（1);
[0070]
( 1 )
[0071] 其中，fO为初始振荡信号的频率，L11为第一电感L1的电感值，C11为第一电容C1 的电容值。
[0072] 容易知道，第一电容C1和第一电感L1进行选频得到的信号的频率（即谐振频率） 为
因此可W实现选出二倍频电路221a 倍频后的信号，滤除其它频率的杂波信号。
[0073] 在本实施例的一种实现方式中，参见图2,驱动电路22还可W包括：
[0074] 第二选频电路223,串联在高频振荡电路21和驱动子电路221之间，用于对初始振 荡信号进行滤波。
[0075] 可选地，第二选频电路223可W包括串联的第S电感L3和第S电容C3 (如图2所 示），或者并联的第=电感和第=电容。需要说明的是，图2仅W第=电感和第=电容串联 为例，本发明并不限制于此。
[0076] 容易知道，LC电路具有选频作用，第二选频电路223采用串联或并联的第S电感 和第S电容，可W抑制非所需频率的信号，得到所需频率的信号。而且第二选频电路223采 用电容和电感实现，成本低，还能承受大功率的信号。
[0077] 优选地，第S电感和第S电容可W满足如下公式（2);
[0078]
( 2 )
[0079] 其中，fO为初始振荡信号的频率，L3为第=电感L3的电感值，C3为第=电容C3 的电容值。
[0080] 容易知道，第S电容C3和第S电感L3进行选频得到的信号的频率（即谐振频率） 为
因此可w实现选出初始振荡信号，滤除其它频率的杂波信号。
[00 81]在本实施例的另一种实现方式中，参见图2，驱动电路22还可W包括：
[0082] 尖峰消除电路224,与驱动子电路221连接，用于消除驱动子电路221的输出信号 中的尖峰。
[0083] 可W理解地，由于本发明的倍频是通过简单的元器件实现的，因此倍频后的信号 波形很难是理想的，采用尖峰消除电路224消除信号中的尖峰，可W提高信号波形的理想 程度。
[0084] 可选地，如图2所示，尖峰消除电路224可W包括第四电容C4,第四电容C4的一端 与驱动子电路221连接，第四电容C4的另一端接地。
[0085] 容易知道，尖峰的频率较高，而电容对频率较高的信号的阻抗较小，将第四电容C4 的一端与驱动子电路221连接，第四电容C4的另一端接地，驱动子电路221的输出信号中 频率较高的部分（即尖峰）会通过第四电容C4流入地，从而避免了将尖峰输出，从驱动子 电路221的输出信号中消除了尖峰。
[0086] 图4显示了本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路，图4所示的实施 例中的磁共振式无线充电电路，与图2所示的实施例中的磁共振式无线充电电路基本相 同，不同之处只在于第一选频电路的结构不同。
[0087] 具体地，参见图4,第一选频电路32化可W包括第二电容C2、第二电感L2、W及直 流消除电路。直流消除电路分别与第二电容C2、第二电感L2连接，直流消除电路用于消除 发射信号中的直流成分。
[0088] 容易知道，若发射信号中存在直流成分，则该直流成分通过发射线圈（图4中的 第二电感L2)会形成一个较强的磁场，该磁场会对整体电路有影响。通过直流消除电路消 除发射信号中的直流成分，可W避免直流成分通过发射线圈形成的磁场影响电路的正常工 作。
[0089] 可选地，直流消除电路可W包括变压器，变压器的两个输入端分别与第二电容C2 连接，变压器的两个输出端分别与第二电感L2连接。
[0090] 具体地，参见图4,变压器可W包括两个禪合的电感La、化，成本低，且能承受大功 率的信号。
[0091] 容易知道，变压器的主、副线圈（电感La、化）是通过一个闭合的磁巧禪合在一起， 直流成分所形成的磁场会约束在磁巧内，变压器的主、副线圈之间只能传输交流成分，因此 可W实现对发射信号中的直流成分的消除。
[0092] 优选地，第二电容C2、第二电感L2、变压器可W满足如下公式（3);
[0093]
( 3 )
[0094] 其中，fO为初始振荡信号的频率，L为第二电感L2和变压器并联的等效电感值， C2为第二电容C2的电容值。
[0095] 容易知道，第二电感L2和变压器并联形成的等效电感，与第二电容C2进行选频得 到的信号的频率（即谐振频率）为
因此可W实现选出二倍频电路 321a倍频后的信号，滤除其它频率的杂波信号。
[0096] 图5显示了本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路，图5所示的本实 施例中，驱动电路包括两级驱动子电路，参见图5,该磁共振式无线充电电路包括：
[0097] 高频振荡电路41，用于产生初始振荡信号；
[0098] 驱动电路42,用于采用初始振荡信号生成发射信号，并发射该发射信号；
[0099] 其中，驱动电路42包括交替串联的n级驱动子电路421和（n-1)级隔直电路422， n= 2,每级驱动子电路421包括串联的二倍频电路421a和第一选频电路42化。
[0100] 需要说明的是，包括多个二倍频电路和第一选频电路的驱动电路，可W对高频振 荡电路产生的初始振荡信号进行至少四倍频，得到频率更高的发射信号，提高了发射信号 的频率，保证了发射信号可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频 率达到一定值时，降低了对开关管的要求，可W采用廉价开关管实现效果良好的无线充电 电路，降低了无线充电电路的生产成本。
[0101] 可选地，隔直电路422可W包括第五电容巧。
[0102] 容易知道，电容具有隔直通交的特性，在两级驱动子电路421之间设置第五电容 C5,可W将上一级驱动子电路421得到的半波信号中的直流成分去掉，W提供全波信号给 下一级驱动子电路421进行整流，从而实现倍频。而且，隔直电路422采用第五电容巧实 现，成本低，且能承受大功率的信号。
[0103] 需要说明的是，隔直电路422还可W采用其它实现方式，例如串联的电容和电阻， 又如电容和电阻并联后与二极管串联，本发明对此不作限制。
[0104] 可选地，参见图5,二倍频电路421a可W包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第 S二极管VD3和第四二极管VD4,第一二极管VD1的正极与第四二极管VD4的负极连接，第 一二极管VD1的负极与第二二极管VD2的负极连接，第二二极管VD2的正极与第S二极管 VD3的负极连接，第S二极管VD3的正极与第四二极管VD4的正极连接。
[0105] 第i级驱动子电路421中的第一二极管VD1和第二二极管VD2的连接点、第S二极 管VD3和第四二极管VD4的连接点分别与第i级驱动子电路421包括的第一选频电路42化 连接。
[0106] 当i= 1时，第i级驱动子电路421中的第一二极管VD1和第四二极管VD4的连接 点、第二二极管VD2和第S二极管VD3的连接点分别与高频振荡电路41连接；当i> 2时， 第i级驱动子电路421中的第一二极管VD1和第四二极管VD4的连接点、第二二极管VD2和 第S二极管VD3的连接点分别与第（i-1)级驱动子电路421包括的第一选频电路42化连 接。
[0107] 其中，第i级驱动子电路421为第i个与高频振荡电路41串联的驱动子电路421， l《i《n且i为整数。
[0108] 可W理解地，采用二极管实现二倍频电路，成本较低，而且还能承受大功率的信 号。
[0109] 具体地，参见图5,第一选频电路42化可W包括并联的第一电容C1和第一电感 11。
[0110] 优选地，第i级驱动子电路421中的第一电容C1和第一电感L1可W满足如下公 式（4):
[0111]
(4)
[0112] 其中，第i级驱动子电路421为第i个与高频振荡电路41串联的驱动子电路421， 1《i《n且i为整数，fO为初始振荡信号的频率，Lil为第i级驱动子电路421中的第一 电感L1的电感值，Cil为第i级驱动子电路421中的第一电容C1的电容值。
[0113] 在本实施例的一种实现方式中，参见图5,驱动电路42还可W包括：
[0114] 第二选频电路423,串联在高频振荡电路41和驱动子电路421之间，用于对初始振 荡信号进行滤波。
[0115] 可选地，第二选频电路423可W包括串联的第S电感L3和第S电容C3 (如图5所 示），或者并联的第=电感和第=电容。需要说明的是，图5仅W第=电感和第=电容串联 为例，本发明并不限制于此。
[0116] 优选地，第S电感和第S电容可W满足公式（2)。
[0117]在本实施例的另一种实现方式中，参见图5，驱动电路42还可W包括：
[011引尖峰消除电路424,与驱动子电路421连接，用于消除驱动子电路421的输出信号 中的尖峰。
[0119] 可选地，如图5所示，尖峰消除电路424可W包括第四电容C4,第四电容C4的一端 与驱动子电路421连接，第四电容C4的另一端接地。此外，也可W采用扼流圈的形式来消 除尖峰，只要设置恰当 的参数即可。考虑到所处理的电信号的频率较高，必要时，扼流圈可 W不使用磁巧。
[0120] 需要说明的是，本实施例仅W驱动电路包括两级驱动子电路为例，在其它实施例 中，驱动电路也可W包括至少=级驱动子电路，此时将本实施例的n= 2替换为相应的级数 即可。
[0121] 图6显示了本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路，图6所示的本实 施例中的磁共振式无线充电电路，与图5所示的实施例中的磁共振式无线充电电路基本相 同，不同之处只在于第一选频电路的结构不同。
[0122] 具体地，参见图6,第n级驱动子电路521中的第一选频电路52化可W包括第二电 容C2、第二电感L2、W及直流消除电路，第n级驱动子电路521为第n个与高频振荡电路51 串联的驱动子电路521。其中，直流消除电路分别与第二电容C2、第二电感L2连接，直流消 除电路用于消除发射信号中的直流成分。
[0123] 可选地，直流消除电路可W包括变压器，变压器的两个输入端分别与第二电容C2 连接，变压器的两个输出端分别与第二电感L2连接。
[0124] 具体地，参见图6,变压器可W包括两个禪合的电感La、化，成本低，且能承受大功 率的信号。
[01巧]优选地，第二电容C2、第二电感L2、变压器可W满足如下公式巧）；
[0126]
( 5 )
[0127] 其中，fO为初始振荡信号的频率，L为第二电感L2和变压器并联的等效电感值， C2为第二电容C2的电容值。
[0128] 容易知道，第二电感L2和变压器并联形成的等效电感，与第二电容C2进行选频得 到的信号的频率（即谐振频率）为
，因此可W实现选出n个二倍频 电路521a倍频后的信号，滤除其它频率的杂波信号。
[0129] 需要说明的是，本实施例仅W驱动电路包括两级驱动子电路为例，在其它实施例 中，驱动电路也可W包括至少=级驱动子电路，此时将本实施例的n= 2替换为相应的级数 即可。
[0130] W上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用W限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种磁共振式无线充电电路，其特征在于，包括： 高频振荡电路，用于产生初始振荡信号； 驱动电路，用于采用所述初始振荡信号生成发射信号，并发射所述发射信号； 其中，所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的η级驱动子电路和（n-1)级隔 直电路，η多2且η为整数，每级所述驱动子电路包括串联的二倍频电路和第一选频电路。2. 根据权利要求1所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述第一选频电路包 括并联的第一电容和第一电感； 第i级所述驱动子电路中的所述第一电容和所述第一电感满足如下公式：其中，第i级所述驱动子电路为第i个与所述高频振荡电路串联的所述驱动子电路， I < i < η且i为整数，fO为所述初始振荡信号的频率，Lil为第i级所述驱动子电路中的 所述第一电感的电感值，Cil为第i级所述驱动子电路中的所述第一电容的电容值。3. 根据权利要求1所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，当所述驱动电路包括 一级驱动子电路时，所述第一选频电路包括第二电容、第二电感、以及直流消除电路； 当所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的η级驱动子电路和（η-I)级隔直电 路时，η多2且η为整数，第η级所述驱动子电路中的所述第一选频电路包括第二电容、第 二电感、以及直流消除电路，第η级所述驱动子电路为第η个与所述高频振荡电路串联的所 述驱动子电路； 其中，所述直流消除电路分别与所述第二电容、所述第二电感连接。4. 根据权利要求3所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述直流消除电路包 括变压器，所述变压器的两个输入端分别与所述第二电容连接，所述变压器的两个输出端 分别与所述第二电感连接。5. 根据权利要求4所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，当所述驱动电路包括 一级驱动子电路时，所述第二电容、所述第二电感、所述变压器满足如下公式：当所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的η级驱动子电路和（η-I)级隔直电 路时，η多2且η为整数，所述第二电容、所述第二电感、所述变压器满足如下公式：其中，f〇为所述初始振荡信号的频率，L为所述第二电感和所述变压器并联的等效电 感值，C2为所述第二电容的电容值。6. 根据权利要求1-5任一项所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述二倍频 电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，所述第一二极管的正极与所 述第四二极管的负极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第 二二极管的正极与所述第三二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与所述第四二极管 的正极连接； 第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第二二极管的连接点、所述第三二 极管和所述第四二极管的连接点分别与第i级所述驱动子电路包括的所述第一选频电路 连接； 当i = 1时，第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第四二极管的连接点、 所述第二二极管和所述第三二极管的连接点分别与所述高频振荡电路连接； 当i多2时，第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第四二极管的连接点、 所述第二二极管和所述第三二极管的连接点分别与第（i-Ι)级所述驱动子电路包括的所 述第一选频电路连接； 其中，第i级所述驱动子电路为第i个与所述高频振荡电路串联的所述驱动子电路， 1彡i彡η且i为整数。7. 根据权利要求1-5任一项所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述驱动电 路还包括： 第二选频电路，串联在所述高频振荡电路和所述驱动子电路之间，用于对所述初始振 荡信号进行滤波。8. 根据权利要求7所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述第二选频电路包 括串联或并联的第三电感和第三电容； 所述第三电感和所述第三电容满足如下公式：其中，f〇为所述初始振荡信号的频率，L3为所述第三电感的电感值，C3为所述第三电 容的电容值。9. 根据权利要求1-5任一项所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述驱动电 路还包括： 尖峰消除电路，与所述驱动子电路连接，用于消除所述驱动子电路的输出信号中的尖 峰。10. 根据权利要求9所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述尖峰消除电路包 括第四电容，所述第四电容的一端与所述驱动子电路连接，所述第四电容的另一端接地。11. 根据权利要求1-5任一项所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述隔直电 路包括第五电容。
【专利摘要】本发明公开了一种磁共振式无线充电电路，属于无线充电技术领域。所述磁共振式无线充电电路包括：高频振荡电路，用于产生初始振荡信号；驱动电路，用于采用初始振荡信号生成发射信号，并发射发射信号；驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的n级驱动子电路和(n-1)级隔直电路，n≥2且n为整数，每级驱动子电路包括串联的二倍频电路和第一选频电路。本发明通过对高频振荡电路产生的初始振荡信号进行倍频，提高了发射信号的频率，保证了发射信号可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频率达到一定值时，降低了对开关管的要求，可以采用廉价开关管实现效果良好的无线充电电路，降低了无线充电电路的生产成本。
【IPC分类】H02J17/00
【公开号】CN104901439
【申请号】CN201510375349
【发明人】吕学文
【申请人】京东方科技集团股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月30日
【技术领域】
[0001] 本发明设及无线充电技术领域，特别设及一种磁共振式无线充电电路。
【背景技术】
[0002] 无线充电技术（wirelesschargingtechnology)是利用电感禪合，由供电设备将 能量传送至待充电设备，供电设备与待充电设备之间不用电线连接。按照实现原理的不同， 无线充电技术分为电场禪合式、电磁感应式、磁共振式、无线电波式等类型。其中，磁共振式 无线充电电路包括能量发送装置（包括发射线圈）和能量接收装置（包括接收线圈），发射 线圈和接收线圈在一个特定的频率上共振，此时能量发送装置和能量接收装置可W交换彼 此的能量，实现无线充电。
[0003] 现有一种磁共振式无线充电的能量发送装置包括；高频振荡电路，用于产生高频 振荡信号；发射线圈，用于发射高频振荡信号；电源模块，用于为高频振荡电路供电。其中， 高频振荡电路包括开关管。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在W下问题：
[0005] 高频振荡电路中的开关管的性能决定了发射信号（即高频振荡信号）所能达到的 频率。若选用性能好的开关管，则发射信号所能达到的频率较高，发射信号可传输的距离较 远，无线充电效果较好。但是购买性能好的开关管的成本较高，而且性能好的开关管还很难 购买到，因此一般只能采用廉价的性能差的开关管，此时发射信号所能达到的频率较低，发 射信号可传输的距离较近，无线充电的效果不好。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术采用廉价开关管时无线充电效果不好的问题，本发明实施例提 供了一种磁共振式无线充电电路。所述技术方案如下：
[0007] 本发明实施例提供了一种磁共振式无线充电电路，所述磁共振式无线充电电路包 括：
[000引局频振汤电路，用于广生初始振汤f目号；
[0009] 驱动电路，用于采用所述初始振荡信号生成发射信号，并发射所述发射信号；
[0010] 其中，所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的n级驱动子电路和（n-1) 级隔直电路，n> 2且n为整数，每级所述驱动子电路包括串联的二倍频电路和第一选频电 路。
[0011] 在本发明一种可能的实现方式中，所述第一选频电路包括并联的第一电容和第一 电感；
[0012] 第i级所述驱动子电路中的所述第一电容和所述第一电感满足如下公式：
[0013] L/1 *O.I=-----； 4'* 口 *死 */0)2
[0014] 其中，第i级所述驱动子电路为第i个与所述高频振荡电路串联的所述驱动子电 路，1《i《n且i为整数，fO为所述初始振荡信号的频率，Lil为第i级所述驱动子电路 中的所述第一电感的电感值，Cil为第i级所述驱动子电路中的所述第一电容的电容值。
[0015] 在本发明另一种可能的实现方式中，当所述驱动电路包括一级驱动子电路时，所 述第一选频电路包括第二电容、第二电感、W及直流消除电路；
[0016] 当所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的n级驱动子电路和（n-1)级隔 直电路时，n> 2且n为整数，第n级所述驱动子电路中的所述第一选频电路包括第二电容、 第二电感、W及直流消除电路，第n级所述驱动子电路为第n个与所述高频振荡电路串联的 所述驱动子电路；
[0017] 其中，所述直流消除电路分别与所述第二电容、所述第二电感连接。
[0018] 可选地，所述直流消除电路包括变压器，所述变压器的两个输入端分别与所述第 二电容连接，所述变压器的两个输出端分别与所述第二电感连接。
[0019] 优选地，当所述驱动电路包括一级驱动子电路时，所述第二电容、所述第二电感、 所述变压器满足如下公式：
[0020]
[0021] 当所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的n级驱动子电路和（n-1)级隔 直电路时，n> 2且n为整数，所述第二电容、所述第二电感、所述变压器满足如下公式：
[0022]
[0023] 其中，fO为所述初始振荡信号的频率，L为所述第二电感和所述变压器并联的等 效电感值，C2为所述第二电容的电容值。
[0024] 在本发明又一种可能的实现方式中，所述二倍频电路包括第一二极管、第二二极 管、第=二极管、第四二极管，所述第一二极管的正极与所述第四二极管的负极连接，所述 第一二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述第=二极 管的负极连接，所述第=二极管的正极与所述第四二极管的正极连接；
[0025] 第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第二二极管的连接点、所述第 =二极管和所述第四二极管的连接点分别与第i级所述驱动子电路包括的所述第一选频 电路连接；
[0026] 当i= 1时，第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第四二极管的连 接点、所述第二二极管和所述第=二极管的连接点分别与所述高频振荡电路连接；
[0027] 当i> 2时，第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第四二极管的连 接点、所述第二二极管和所述第=二极管的连接点分别与第（i-1)级所述驱动子电路包括 的所述第一选频电路连接；
[0028] 其中，第i级所述驱动子电路为第i个与所述高频振荡电路串联的所述驱动子电 路，i《n且i为整数。
[0029] 在本发明又一种可能的实现方式中，所述驱动电路还包括：
[0030] 第二选频电路，串联在所述高频振荡电路和所述驱动子电路之间，用于对所述初 始振荡信号进行滤波。
[0031] 可选地，所述第二选频电路包括串联或并联的第=电感和第=电容；
[0032] 所述第S电感和所述第S电容满足如下公式：
[0033] L3*C3=-!---； (2*兄
[0034] 其中，fO为所述初始振荡信号的频率，L3为所述第=电感的电感值，C3为所述第 S电容的电容值。
[00巧]在本发明又一种可能的实现方式中，所述驱动电路还包括：
[0036] 尖峰消除电路，与所述驱动子电路连接，用于消除所述驱动子电路的输出信号中 的尖峰。
[0037] 可选地，所述尖峰消除电路包括第四电容，所述第四电容的一端与所述驱动子电 路连接，所述第四电容的另一端接地。
[003引在本发明又一种可能的实现方式中，所述隔直电路包括第五电容。
[0039] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0040] 通过增加包括二倍频电路和第一选频电路的驱动电路，对高频振荡电路产生的初 始振荡信号进行倍频，得到频率更高的发射信号，提高了发射信号的频率，保证了发射信号 可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频率达到一定值时，降低了 对开关管的要求，可W采用廉价开关管实现效果良好的无线充电电路，降低了无线充电电 路的生产成本。
【附图说明】
[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 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发明的一些实施例，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W根据该些附图获得其他 的附图。
[0042] 图1是本发明实施例提供的一种磁共振式无线充电电路的结构示意图；
[0043] 图2是本发明实施例提供的另一种磁共振式无线充电电路的结构示意图；
[0044 ]图3是本发明实施例提供的二倍频电路输入信号和输出信号波形示意图；
[0045] 图4是本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路的结构示意图；
[0046] 图5是本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路的结构示意图；
[0047] 图6是本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0048] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0049] 本发明实施例提供了一种磁共振式无线充电电路，参见图1，该磁共振式无线充电 电路包括：
[0050] 高频振荡电路11，用于产生初始振荡信号；
[0051] 驱动电路12,用于采用初始振荡信号生成发射信号，并发射该发射信号；
[0052] 其中，驱动电路12包括一级驱动子电路121 (详见图2和图4所示的磁共振式无 线充电电路）或交替串联的n级驱动子电路121和（n-1)级隔直电路122(详见图5和图 6所示的磁共振式无线充电电路），n> 2且n为整数，每级驱动子电路121包括串联的二 倍频电路121a和第一选频电路12化。
[0053] 下面简单介绍一下本发明实施例提供的磁共振式无线充电电路的工作原理：
[0054] 在高频振荡电路11产生初始振荡信号之后，驱动电路12对初始振荡信号进行倍 频，得到发射信号。在驱动电路12中，各级驱动子电路121均对输入信号进行二倍频后输 出，隔直电路122过滤掉上一级驱动子电路121输出信号中的直流成分后传输给下一级驱 动子电路121。在各个驱动子电路121中，二倍频电路121a对输入信号进行二倍频，第一选 频电路12化从倍频后的信号中选出二倍频后的信号。
[0055] 容易知道，参见图1，该磁共振式无线充电电路还可W包括无线通信模块13和电 源模块14,无线通信模块13、电源模块14分别与高频振荡电路11连接。无线通信模块13 用于接收调整发射信号的频率和功率的信号，W使高频振荡电路11根据接收的信号调整 初始振荡信号的频率和功率。电源模块14用于为高频振荡电路11供电。
[0056] 本发明实施例通过增加包括二倍频电路和第一选频电路的驱动电路，对高频振荡 电路产生的初始振荡信号进行倍频，得到频率更高的发射信号，提高了发射信号的频率，保 证了发射信号可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频率达到一 定值时，降低了对开关管的要求，可W采用廉价开关管实现效果良好的无线充电电路，降低 了无线充电电路的生产成本。
[0057] 图2显示了本发明实施例提供的另一种磁共振式无线充电电路，图2所示的实施 例中，驱动电路只包括一级驱动子电路，参见图2,该磁共振式无线充电电路包括：
[0058] 高频振荡电路21，用于产生初始振荡信号；
[0059] 驱动电路22,用于采用初始振荡信号生成发射信号，并发射该发射信号；
[0060] 其中，驱动电路22包括一级驱动子电路221，该驱动子电路221包括串联的二倍频 电路221a和第一选频电路22化。
[0061] 需要说明的是，包括二倍频电路和第一选频电路的驱动电路，可W对高频振荡电 路产生的初始振荡信号进行二倍频，得到频率更高的发射信号，提高了发射信号的频率，保 证了发射信号可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频率达到一 定值时，降低了对开关管的要求，可W采用廉价开关管实现效果良好的无线充电电路，降低 了无线充电电路的生产成本。
[0062] 可选地，参见图2,二倍频电路221a可W包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第 S二极管VD3和第四二极管VD4,第一二极管VD1的正极与第四二极管VD4的负极连接，第 一二极管VD1的负极与第二二极管VD2的负极连接，第二二极管VD2的正极与第S二极管 VD3的负极连接，第S二极管VD3的正极与第四二极管VD4的正极连接。
[0063] 第一二极管VD1和第二二极管VD2的连接点、第S二极管VD3和第四二极管VD4 连接点分别与第一选频电路22化连接。
[0064] 第一二极管VD1和第四二极管VD4连接点、第二二极管VD2和第S二极管VD3的 连接点分别与高频振荡电路21连接。
[0065] 容易知道，第一二极管VD1、第二二极管VD2、第S二极管VD3和第四二极管VD4可 W将全波信号转换为半波信号，因此可W实现对输入信号进行二倍频后输出。具体地，如图 2所示，当输入信号的电流是从高频振荡电路21与第一二极管VD1的连接点向高频振荡电 路21与第二二极管VD2的连接点流动时，输入信号依次流经第一二极管VDl、第一选频电 路22化、第S二极管VD3,输出信号的波形与输入信号相同；当输入信号的电流是从高频振 荡电路21与第二二极管VD2的连接点向高频振荡电路21与第一二极管VD1的连接点流动 时，输入信号依次流经第二二极管VD2、第一选频电路22化、第四二极管VD4,输出信号的波 形与输入信号的波形相反。参见图3,若输入信号为正弦波时，输出信号为将正弦波信号取 绝对值后的信号，输出信号的频率为输入信号的两倍，实现了对输入信号的二倍频。
[0066] 可W理解地，二倍频电路221a采用二极管实现，成本较低，而且还能承受大功率 的信号。
[0067] 具体地，参见图2,第一选频电路22化可W包括并联的第一电容C1和第一电感 11。
[0068] 容易知道，LC电路具有选频作用，第一选频电路22化采用并联的第一电容C1和 第一电感11，可W抑制非所需频率的信号，对信号频率进行筛选，得到所需频率的信号。而 且第一选频电路22化采用电容和电感实现，成本低，还能承受大功率的信号。
[0069] 优选地，第一电容C1和第一电感L1可W满足如下公式（1);
[0070]
( 1 )
[0071] 其中，fO为初始振荡信号的频率，L11为第一电感L1的电感值，C11为第一电容C1 的电容值。
[0072] 容易知道，第一电容C1和第一电感L1进行选频得到的信号的频率（即谐振频率） 为
因此可W实现选出二倍频电路221a 倍频后的信号，滤除其它频率的杂波信号。
[0073] 在本实施例的一种实现方式中，参见图2,驱动电路22还可W包括：
[0074] 第二选频电路223,串联在高频振荡电路21和驱动子电路221之间，用于对初始振 荡信号进行滤波。
[0075] 可选地，第二选频电路223可W包括串联的第S电感L3和第S电容C3 (如图2所 示），或者并联的第=电感和第=电容。需要说明的是，图2仅W第=电感和第=电容串联 为例，本发明并不限制于此。
[0076] 容易知道，LC电路具有选频作用，第二选频电路223采用串联或并联的第S电感 和第S电容，可W抑制非所需频率的信号，得到所需频率的信号。而且第二选频电路223采 用电容和电感实现，成本低，还能承受大功率的信号。
[0077] 优选地，第S电感和第S电容可W满足如下公式（2);
[0078]
( 2 )
[0079] 其中，fO为初始振荡信号的频率，L3为第=电感L3的电感值，C3为第=电容C3 的电容值。
[0080] 容易知道，第S电容C3和第S电感L3进行选频得到的信号的频率（即谐振频率） 为
因此可w实现选出初始振荡信号，滤除其它频率的杂波信号。
[00 81]在本实施例的另一种实现方式中，参见图2，驱动电路22还可W包括：
[0082] 尖峰消除电路224,与驱动子电路221连接，用于消除驱动子电路221的输出信号 中的尖峰。
[0083] 可W理解地，由于本发明的倍频是通过简单的元器件实现的，因此倍频后的信号 波形很难是理想的，采用尖峰消除电路224消除信号中的尖峰，可W提高信号波形的理想 程度。
[0084] 可选地，如图2所示，尖峰消除电路224可W包括第四电容C4,第四电容C4的一端 与驱动子电路221连接，第四电容C4的另一端接地。
[0085] 容易知道，尖峰的频率较高，而电容对频率较高的信号的阻抗较小，将第四电容C4 的一端与驱动子电路221连接，第四电容C4的另一端接地，驱动子电路221的输出信号中 频率较高的部分（即尖峰）会通过第四电容C4流入地，从而避免了将尖峰输出，从驱动子 电路221的输出信号中消除了尖峰。
[0086] 图4显示了本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路，图4所示的实施 例中的磁共振式无线充电电路，与图2所示的实施例中的磁共振式无线充电电路基本相 同，不同之处只在于第一选频电路的结构不同。
[0087] 具体地，参见图4,第一选频电路32化可W包括第二电容C2、第二电感L2、W及直 流消除电路。直流消除电路分别与第二电容C2、第二电感L2连接，直流消除电路用于消除 发射信号中的直流成分。
[0088] 容易知道，若发射信号中存在直流成分，则该直流成分通过发射线圈（图4中的 第二电感L2)会形成一个较强的磁场，该磁场会对整体电路有影响。通过直流消除电路消 除发射信号中的直流成分，可W避免直流成分通过发射线圈形成的磁场影响电路的正常工 作。
[0089] 可选地，直流消除电路可W包括变压器，变压器的两个输入端分别与第二电容C2 连接，变压器的两个输出端分别与第二电感L2连接。
[0090] 具体地，参见图4,变压器可W包括两个禪合的电感La、化，成本低，且能承受大功 率的信号。
[0091] 容易知道，变压器的主、副线圈（电感La、化）是通过一个闭合的磁巧禪合在一起， 直流成分所形成的磁场会约束在磁巧内，变压器的主、副线圈之间只能传输交流成分，因此 可W实现对发射信号中的直流成分的消除。
[0092] 优选地，第二电容C2、第二电感L2、变压器可W满足如下公式（3);
[0093]
( 3 )
[0094] 其中，fO为初始振荡信号的频率，L为第二电感L2和变压器并联的等效电感值， C2为第二电容C2的电容值。
[0095] 容易知道，第二电感L2和变压器并联形成的等效电感，与第二电容C2进行选频得 到的信号的频率（即谐振频率）为
因此可W实现选出二倍频电路 321a倍频后的信号，滤除其它频率的杂波信号。
[0096] 图5显示了本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路，图5所示的本实 施例中，驱动电路包括两级驱动子电路，参见图5,该磁共振式无线充电电路包括：
[0097] 高频振荡电路41，用于产生初始振荡信号；
[0098] 驱动电路42,用于采用初始振荡信号生成发射信号，并发射该发射信号；
[0099] 其中，驱动电路42包括交替串联的n级驱动子电路421和（n-1)级隔直电路422， n= 2,每级驱动子电路421包括串联的二倍频电路421a和第一选频电路42化。
[0100] 需要说明的是，包括多个二倍频电路和第一选频电路的驱动电路，可W对高频振 荡电路产生的初始振荡信号进行至少四倍频，得到频率更高的发射信号，提高了发射信号 的频率，保证了发射信号可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频 率达到一定值时，降低了对开关管的要求，可W采用廉价开关管实现效果良好的无线充电 电路，降低了无线充电电路的生产成本。
[0101] 可选地，隔直电路422可W包括第五电容巧。
[0102] 容易知道，电容具有隔直通交的特性，在两级驱动子电路421之间设置第五电容 C5,可W将上一级驱动子电路421得到的半波信号中的直流成分去掉，W提供全波信号给 下一级驱动子电路421进行整流，从而实现倍频。而且，隔直电路422采用第五电容巧实 现，成本低，且能承受大功率的信号。
[0103] 需要说明的是，隔直电路422还可W采用其它实现方式，例如串联的电容和电阻， 又如电容和电阻并联后与二极管串联，本发明对此不作限制。
[0104] 可选地，参见图5,二倍频电路421a可W包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第 S二极管VD3和第四二极管VD4,第一二极管VD1的正极与第四二极管VD4的负极连接，第 一二极管VD1的负极与第二二极管VD2的负极连接，第二二极管VD2的正极与第S二极管 VD3的负极连接，第S二极管VD3的正极与第四二极管VD4的正极连接。
[0105] 第i级驱动子电路421中的第一二极管VD1和第二二极管VD2的连接点、第S二极 管VD3和第四二极管VD4的连接点分别与第i级驱动子电路421包括的第一选频电路42化 连接。
[0106] 当i= 1时，第i级驱动子电路421中的第一二极管VD1和第四二极管VD4的连接 点、第二二极管VD2和第S二极管VD3的连接点分别与高频振荡电路41连接；当i> 2时， 第i级驱动子电路421中的第一二极管VD1和第四二极管VD4的连接点、第二二极管VD2和 第S二极管VD3的连接点分别与第（i-1)级驱动子电路421包括的第一选频电路42化连 接。
[0107] 其中，第i级驱动子电路421为第i个与高频振荡电路41串联的驱动子电路421， l《i《n且i为整数。
[0108] 可W理解地，采用二极管实现二倍频电路，成本较低，而且还能承受大功率的信 号。
[0109] 具体地，参见图5,第一选频电路42化可W包括并联的第一电容C1和第一电感 11。
[0110] 优选地，第i级驱动子电路421中的第一电容C1和第一电感L1可W满足如下公 式（4):
[0111]
(4)
[0112] 其中，第i级驱动子电路421为第i个与高频振荡电路41串联的驱动子电路421， 1《i《n且i为整数，fO为初始振荡信号的频率，Lil为第i级驱动子电路421中的第一 电感L1的电感值，Cil为第i级驱动子电路421中的第一电容C1的电容值。
[0113] 在本实施例的一种实现方式中，参见图5,驱动电路42还可W包括：
[0114] 第二选频电路423,串联在高频振荡电路41和驱动子电路421之间，用于对初始振 荡信号进行滤波。
[0115] 可选地，第二选频电路423可W包括串联的第S电感L3和第S电容C3 (如图5所 示），或者并联的第=电感和第=电容。需要说明的是，图5仅W第=电感和第=电容串联 为例，本发明并不限制于此。
[0116] 优选地，第S电感和第S电容可W满足公式（2)。
[0117]在本实施例的另一种实现方式中，参见图5，驱动电路42还可W包括：
[011引尖峰消除电路424,与驱动子电路421连接，用于消除驱动子电路421的输出信号 中的尖峰。
[0119] 可选地，如图5所示，尖峰消除电路424可W包括第四电容C4,第四电容C4的一端 与驱动子电路421连接，第四电容C4的另一端接地。此外，也可W采用扼流圈的形式来消 除尖峰，只要设置恰当 的参数即可。考虑到所处理的电信号的频率较高，必要时，扼流圈可 W不使用磁巧。
[0120] 需要说明的是，本实施例仅W驱动电路包括两级驱动子电路为例，在其它实施例 中，驱动电路也可W包括至少=级驱动子电路，此时将本实施例的n= 2替换为相应的级数 即可。
[0121] 图6显示了本发明实施例提供的又一种磁共振式无线充电电路，图6所示的本实 施例中的磁共振式无线充电电路，与图5所示的实施例中的磁共振式无线充电电路基本相 同，不同之处只在于第一选频电路的结构不同。
[0122] 具体地，参见图6,第n级驱动子电路521中的第一选频电路52化可W包括第二电 容C2、第二电感L2、W及直流消除电路，第n级驱动子电路521为第n个与高频振荡电路51 串联的驱动子电路521。其中，直流消除电路分别与第二电容C2、第二电感L2连接，直流消 除电路用于消除发射信号中的直流成分。
[0123] 可选地，直流消除电路可W包括变压器，变压器的两个输入端分别与第二电容C2 连接，变压器的两个输出端分别与第二电感L2连接。
[0124] 具体地，参见图6,变压器可W包括两个禪合的电感La、化，成本低，且能承受大功 率的信号。
[01巧]优选地，第二电容C2、第二电感L2、变压器可W满足如下公式巧）；
[0126]
( 5 )
[0127] 其中，fO为初始振荡信号的频率，L为第二电感L2和变压器并联的等效电感值， C2为第二电容C2的电容值。
[0128] 容易知道，第二电感L2和变压器并联形成的等效电感，与第二电容C2进行选频得 到的信号的频率（即谐振频率）为
，因此可W实现选出n个二倍频 电路521a倍频后的信号，滤除其它频率的杂波信号。
[0129] 需要说明的是，本实施例仅W驱动电路包括两级驱动子电路为例，在其它实施例 中，驱动电路也可W包括至少=级驱动子电路，此时将本实施例的n= 2替换为相应的级数 即可。
[0130] W上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用W限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种磁共振式无线充电电路，其特征在于，包括： 高频振荡电路，用于产生初始振荡信号； 驱动电路，用于采用所述初始振荡信号生成发射信号，并发射所述发射信号； 其中，所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的η级驱动子电路和（n-1)级隔 直电路，η多2且η为整数，每级所述驱动子电路包括串联的二倍频电路和第一选频电路。2. 根据权利要求1所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述第一选频电路包 括并联的第一电容和第一电感； 第i级所述驱动子电路中的所述第一电容和所述第一电感满足如下公式：其中，第i级所述驱动子电路为第i个与所述高频振荡电路串联的所述驱动子电路， I < i < η且i为整数，fO为所述初始振荡信号的频率，Lil为第i级所述驱动子电路中的 所述第一电感的电感值，Cil为第i级所述驱动子电路中的所述第一电容的电容值。3. 根据权利要求1所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，当所述驱动电路包括 一级驱动子电路时，所述第一选频电路包括第二电容、第二电感、以及直流消除电路； 当所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的η级驱动子电路和（η-I)级隔直电 路时，η多2且η为整数，第η级所述驱动子电路中的所述第一选频电路包括第二电容、第 二电感、以及直流消除电路，第η级所述驱动子电路为第η个与所述高频振荡电路串联的所 述驱动子电路； 其中，所述直流消除电路分别与所述第二电容、所述第二电感连接。4. 根据权利要求3所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述直流消除电路包 括变压器，所述变压器的两个输入端分别与所述第二电容连接，所述变压器的两个输出端 分别与所述第二电感连接。5. 根据权利要求4所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，当所述驱动电路包括 一级驱动子电路时，所述第二电容、所述第二电感、所述变压器满足如下公式：当所述驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的η级驱动子电路和（η-I)级隔直电 路时，η多2且η为整数，所述第二电容、所述第二电感、所述变压器满足如下公式：其中，f〇为所述初始振荡信号的频率，L为所述第二电感和所述变压器并联的等效电 感值，C2为所述第二电容的电容值。6. 根据权利要求1-5任一项所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述二倍频 电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，所述第一二极管的正极与所 述第四二极管的负极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第 二二极管的正极与所述第三二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与所述第四二极管 的正极连接； 第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第二二极管的连接点、所述第三二 极管和所述第四二极管的连接点分别与第i级所述驱动子电路包括的所述第一选频电路 连接； 当i = 1时，第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第四二极管的连接点、 所述第二二极管和所述第三二极管的连接点分别与所述高频振荡电路连接； 当i多2时，第i级所述驱动子电路中的所述第一二极管和所述第四二极管的连接点、 所述第二二极管和所述第三二极管的连接点分别与第（i-Ι)级所述驱动子电路包括的所 述第一选频电路连接； 其中，第i级所述驱动子电路为第i个与所述高频振荡电路串联的所述驱动子电路， 1彡i彡η且i为整数。7. 根据权利要求1-5任一项所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述驱动电 路还包括： 第二选频电路，串联在所述高频振荡电路和所述驱动子电路之间，用于对所述初始振 荡信号进行滤波。8. 根据权利要求7所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述第二选频电路包 括串联或并联的第三电感和第三电容； 所述第三电感和所述第三电容满足如下公式：其中，f〇为所述初始振荡信号的频率，L3为所述第三电感的电感值，C3为所述第三电 容的电容值。9. 根据权利要求1-5任一项所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述驱动电 路还包括： 尖峰消除电路，与所述驱动子电路连接，用于消除所述驱动子电路的输出信号中的尖 峰。10. 根据权利要求9所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述尖峰消除电路包 括第四电容，所述第四电容的一端与所述驱动子电路连接，所述第四电容的另一端接地。11. 根据权利要求1-5任一项所述的磁共振式无线充电电路，其特征在于，所述隔直电 路包括第五电容。
【专利摘要】本发明公开了一种磁共振式无线充电电路，属于无线充电技术领域。所述磁共振式无线充电电路包括：高频振荡电路，用于产生初始振荡信号；驱动电路，用于采用初始振荡信号生成发射信号，并发射发射信号；驱动电路包括一级驱动子电路或交替串联的n级驱动子电路和(n-1)级隔直电路，n≥2且n为整数，每级驱动子电路包括串联的二倍频电路和第一选频电路。本发明通过对高频振荡电路产生的初始振荡信号进行倍频，提高了发射信号的频率，保证了发射信号可传输的距离，进而保证了无线充电的效果。在需要发射信号的频率达到一定值时，降低了对开关管的要求，可以采用廉价开关管实现效果良好的无线充电电路，降低了无线充电电路的生产成本。
【IPC分类】H02J17/00
【公开号】CN104901439
【申请号】CN201510375349
【发明人】吕学文
【申请人】京东方科技集团股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月30日
最新回复(0)