一种无线充电设备状态感知系统技术方案

本发明专利技术属于无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电设备状态感知系统，本发明专利技术利用充电设备附属的通信系统和电路检测系统，实现对多个无线充电设备的感知、识别匹配和接入，以及对多个设备的充电状态和过程实时监控，支持多个设备的充电；通过检测电路检测信息的反馈，实现发射端和接收端功率的实时能量和信息的传输与控制；通过信息的整合，为系统的控制提供信息依据，进而提高充电的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无线充电设备状态感知系统
本专利技术属于无线充电
，尤其涉及一种无线充电设备状态感知系统。
技术介绍
如今无线充电有四种方式有磁感应式、无线电波式、电场耦合式、磁共振式四种方式。磁感应式是基于发射线圈流过变化电流，变化的电流产生变化的磁场，这个磁场对靠近的线圈产生电流，从而产生感应电动势。无线电波式，是将环境电磁波转换为电流，通过电路传输电流。电场耦合式是基于通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生感应电场来传输电力。磁共振式是基于磁感应原理的基础上，将能量发送和能量接收装置调整到相同的频率或者特定的频率上实现共振，从而实现收发两端的能量彼此交换。在2007年美国麻省理工学院(MIT)发表的论文“MagneticMIMO：HowToChargeYourPhoneinYourPocket”(磁MIMO：如何为你口袋里的手机充电)，文中描述了设备的识别方法是通过负载阻抗电流值变化来感知设备信息。由于发射机和接收机之间的耦合，接收端的电路负载阻抗的变化可以转化为在发射端的相应的阻抗变化，采用脉冲宽度编码方法。根据发射线圈是否存在的脉冲序列作为衡量否有设备靠近与是否需要充电的判决标准。MagMIMO的带内通信是基于TDMA超帧由三部分组成：请求，响应，和未激活。在请求帧建立网络，在响应帧实现数据交换，在未激活帧则无通信量。目前无线充电对接收设备状态的感知主要是依靠反馈通信方式获得。对于多设备的感知、识别配置没有完善的技术和成熟的产品。并且对多设备的感知和信息检测，过程复杂，信息传输效率不高。现有技术的缺点：当多个设备靠近发射线圈时，需要感知多个设备，并且在充电过程中需要信息的检测和控制。通过磁场域实现带内传输的过程中，需要一系列的调制，并且需要额外的网络的协调器负责启动和管理其他设备和节点，传输的过程比较复杂，并且信息传输效率不高。在传输过程中可能产生外来磁场域信息的干扰和信息的码间串扰，从而产生误码，浪费能量，频带有限，不在谐振频率上时耦合效率低，因此不能实现高效的信息反馈。针对这些问题本专利提出了利用检测电路进行信息的监测和控制和系统通信综合的方法，实现多个设备的感知、识别匹配和接入，从而实现发射端和接收端能量的实时传输和控制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种无线充电设备状态感知系统，旨在解决现有的无法对多个无线充电设备的感知、识别匹配和接入，通过信息交互，实现充电状态的监测和控制的问题。本专利技术是这样实现的，一种无线充电设备状态感知系统，包括发射端和接收端；其中所述发射端包括发射端充电电路和发射端检测控制电路；所述发射端充电电路包括顺次电性连接的电源模块、第一AC－DC模块、DC－DC模块、功放模块、第一谐振电路；所述发射端检测控制电路包括发射端检测电路、发射端控制电路和第一通信模块；所述接收端包括接收端充电电路和接收端检测控制电路；所述接收端充电电路包括顺次电性连接的第二谐振电路、第二AC－DC模块、稳压电路和充电设备；所述接收端检测控制电路包括接收端检测电路、接收端控制电路和第二通信模块。进一步的，所述发射端检测电路分别与第一谐振电路和DC－DC模块电性连接，用于对第一谐振电路和DC－DC模块的工作状态进行检测，并将检测结果反馈至发射端控制电路。更进一步的，所述发射端控制电路接收来自发射端检测电路的检测结果和第一通信模块传输的数据包信息，并对DC－DC模块、功放模块和第一谐振电路进行相应的控制。进一步的，所述接收端检测电路与第二AC－DC模块电性连接，用于检测第二AC－DC模块的输出电压值，并将检测结果反馈至接收端控制电路。更进一步的，所述接收端控制电路接收反馈的检测结果，计算当前传输功率的实际大小，并与目标值进行比较，将得到的误差信息传输至第二通信模块。更进一步的，所述第二通信模块与接收端控制电路连接，用以将接收端控制电路传输反馈的信号发送至发射端第一通信模块。作为一种改进，所述发射端检测电路包括第一检测电路和第二检测电路，所述第一检测电路与DC－DC模块连接，用以检测DC－DC模块的输出电压，并将检测结果传送到控制电路；所述第二检测电路与第一谐振电路连接，用以检测发射线圈电流，并将检测结果传送到控制电路。作为更进一步的改进，所述发射端控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述第一控制电路与第一检测模块连接，用以根据第一检测模块反馈的检测结果对DC－DC模块输出电压进行调整；所述第二控制电路分别与第二检测电路连接和第一通信模块连接，用以根据第二检测电路反馈的检测结果判断系统是否正常工作，计算当前第一谐振电路发射线圈电流的电阻值，并进行功率分配；还用于处理第一通信模块接收的数据包信息，并根据数据包携带的信息对DC－DC模块、功放模块和第一谐振电路做出相应的控制。作为一种改进，所述发射端还包括锁相环，所述锁相环与第二控制电路电性连接，用以进行频率的跟踪，然后将误差值传送至第二控制电路，所述第二控制电路管理发射端的电容阵列和串联电阻从而匹配谐振频率。进一步的，所述发射端还包括温度检测电路，所述温度检测电路与第二控制电路连接，用以将检测的温度值反馈给第二控制电路，所述第二控制电路根据温度值进行相应控制。本专利技术一种无线充电设备状态感知系统，利用充电设备附属的通信系统和电路检测系统，实现对多个无线充电设备的感知、识别匹配和接入，以及对多个设备的充电状态和过程实时监控，支持多个设备的充电；通过检测电路检测信息的反馈，实现发射端和接收端功率的实时能量和信息的传输与控制；通过信息的整合，为系统的控制提供信息依据，进而提高充电的效率。附图说明图1是本专利技术一种无线充电设备状态感知系统的整体结构示意框图；图2是本专利技术一种无线充电设备状态感知系统的发射端结构示意框图；图3是本专利技术一种无线充电设备状态感知系统的工作流程示意框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1－2所示，本专利技术一种无线充电设备状态感知系统，即该磁共振无线充电技术由电能发射端和电能接收端组成；其中所述发射端包括发射端充电电路和发射端检测控制电路；所述发射端充电电路包括顺次电性连接的电源模块、第一AC－DC模块(整流滤波电路)、DC－DC模块(降压电路)、功放模块、第一谐振电路；所述发射端检测控制电路包括发射端检测电路、发射端控制电路和第一通信模块；本专利技术的功放模块可以使用AB类功放、全桥逆变电路和E类功放代替，这些模块都能实现功率的放大，只是每种功放效率不同，需根据实际情况进行合适的选择即可。所述发射端检测电路分别与第一谐振电路和DC－DC模块电性连接，用于对第一谐振电路和DC－DC模块的工作状态进行检测，并将检测结果反馈至发射端控制电路；所述发射端控制电路接收来自发射端检测电路的检测结果和第一通信模块传输的数据包信息，并对DC－DC模块、功放模块和第一谐振电路进行相应的控制；所述接收端包括接收端充电电路和接收端检测控制电路；所述接收端充电电路包括顺次电性连接的第二谐振电路、第二AC－DC模块、稳压电路和充电设备；所述接收端检测控制电路包括接收端检测电路、接收端控制电路和第二通信模块；其中第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线充电设备状态感知系统，其特征在于，包括发射端和接收端；其中所述发射端包括发射端充电电路和发射端检测控制电路；所述发射端充电电路包括顺次电性连接的电源模块、第一AC－DC模块、DC－DC模块、功放模块、第一谐振电路；所述发射端检测控制电路包括发射端检测电路、发射端控制电路和第一通信模块；所述接收端包括接收端充电电路和接收端检测控制电路；所述接收端充电电路包括顺次电性连接的第二谐振电路、第二AC－DC模块、稳压电路和充电设备；所述接收端检测控制电路包括接收端检测电路、接收端控制电路和第二通信模块。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电设备状态感知系统，其特征在于，包括发射端和接收端；其中所述发射端包括发射端充电电路和发射端检测控制电路；所述发射端充电电路包括顺次电性连接的电源模块、第一AC－DC模块、DC－DC模块、功放模块、第一谐振电路；所述发射端检测控制电路包括发射端检测电路、发射端控制电路和第一通信模块；所述接收端包括接收端充电电路和接收端检测控制电路；所述接收端充电电路包括顺次电性连接的第二谐振电路、第二AC－DC模块、稳压电路和充电设备；所述接收端检测控制电路包括接收端检测电路、接收端控制电路和第二通信模块。2.如权利要求1所述的无线充电设备状态感知系统，其特征在于，所述发射端检测电路分别与第一谐振电路和DC－DC模块电性连接，用于对第一谐振电路和DC－DC模块的工作状态进行检测，并将检测结果反馈至发射端控制电路。3.如权利要求1所述的无线充电设备状态感知系统，其特征在于，所述发射端控制电路接收来自发射端检测电路的检测结果和第一通信模块传输的数据包信息，并对DC－DC模块、功放模块和第一谐振电路进行相应的控制。4.如权利要求1所述的无线充电设备状态感知系统，其特征在于，所述接收端检测电路与第二AC－DC模块电性连接，用于检测第二AC－DC模块的输出电压值，并将检测结果反馈至接收端控制电路。5.如权利要求1所述的无线充电设备状态感知系统，其特征在于，所述接收端控制电路接收反馈的检测结果，计算当前传输功率的实际大小，并与目标值进行比较，将得到的误差信息传输至第二通信模块。6.如权利要求1所述的无线充电设备状态感知系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毓斌，张雅楠，须成忠，王晓东，
申请(专利权)人：深圳市尧元科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44