基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法及系统，其中，该方法在当确定发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式时，发射端以时分的方式分配电压给各线圈，发射端获取接收端发送包含各移动设备的充电数据的数据包，并通过磁信道参数计算公式计算出各线圈对各移动设备的磁信道参数；发射端根据计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数，计算出所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值；发射端根据计算出的所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值分配电压给各线圈，这样，优化多线圈发射端对多移动设备充电效率，从而达到提高移动设备端的充电效率，优化分配发射端线圈功率的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法及系统
本专利技术涉磁共振无线充电
，尤其涉及一种基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法及系统。
技术介绍
目前，无线充电技术主要有电磁感应式、磁共振式、电场耦合式、无线电波式四种基本方式。当前最成熟、最普遍的是电磁感应式，其技术是应用电磁感应原理，交变电流流过发射线圈产生变化的磁场，发射线圈在变化的磁场下产生电流，从而为接收设备充电。磁共振式技术也是应用电磁感应原理，发射与接收频率相同达到共振效果，以加强传输效率。电场耦合技术原理是通过电场将发射的电能转移到接收，利用通过垂直方向耦合的两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电能。无线电波技术原理是将电磁波转换为电流，通过电路传输电流，但具有传输距离小、转换效率低、辐射大等缺点。现有技术：三星立式无线充电板、Applewatch无线充电器等各式各样充电底座的原理基本上是电磁感应式充电，充电设备与充电底座需要贴合，随着无线充电技术的不断发展与演进，各大公司的研究方向已转为发射端可以为任意方向、适当距离内为多台移动设备充电，现有的贴合式无线充电产品并不能满足人们的需求。现有技术：三星立式无线充电板、Applewatch无线充电器等各式各样充电板的原理基本上是电磁感应式充电，充电设备与充电板需要贴合，随着无线充电技术的不断发展与演进，各大公司的研究方向已转为充电板可以为任意方向、适当距离内为多台移动设备充电，现有的贴合式无线充电产品并不能满足人们的需求。而磁共振无线充电技术是无线充电的主流技术之一，具有传输距离长和效率高等优点。伴随着WPC1.2规范发布后，当前的市场开始由磁感应技术向磁共振无线充电技术转变，其主要针对移动智能设备、穿戴式设备、低功率小型设备等进行充电。磁共振无线充电技术产品可以制作成一个充电板(含有单个或多个线圈发射端)，可同时对多个接收设备充电，成为无线充电市场未来的发展方向。充电接收设备端的充电效率与离充电板位置息息相关，充电板是由多个线圈构成的发射端，每个线圈与在充电区移动设备都有不同的磁感应程度。为了提高充电移动设备端的功率接收效率，需要提出一个功率最大化传输方案，使得发射端合理分配功率。由于多设备无线充电技术这几年国内外才开始研究，今后应用领域主要是移动智能设备、穿戴式设备、小型低功率设备等。在多线圈无线充电发射端对多设备充电方案的角度出发，有以下论文：论文(WirelessPowerHotspotthatChargesAllofYourDevices)里阐述了磁共振情况下多线圈发射端对多设备进行充电的示例，接收充电的设备与发射端各线圈的频率都是一样的，以达到共振提高充电效率。此论文中发射端根据移动接收端反馈回来的数据，对各磁信道进行估计，将接收功率写成向量和矩阵的表达形式，通过矩阵证明求出每个线圈的电流值，再计算出每个线圈的电压值，发射端根据移动设备端定时反馈回来数据进行重新估计和更新线圈的电压值。这个示例给了我们研究参考的方向与证实了多设备无线充电的可行性，文章中对接收端功率最大化传输的理论分析值得学习和参考，但是控制发射端的线圈电压使得移动设备接收端的功率最大化也有其它的方案。由于单一的无线充电技术已经发展较为成熟，多设备无线充电技术国内外已有很多公司在研究，现有的论文和专利也只是能够实现多线圈发射端对多个移动设备充电，并没有一个很好算法和方案使得移动设备端的接收功率达到最优化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法及系统，旨在优化多线圈发射端对多移动设备充电效率，从而达到提高移动设备端的充电效率，优化分配发射端线圈功率的目的。本专利技术是这样实现的，一种基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法，包括以下步骤：确定发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式；当确定所述发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式时，所述发射端以时分的方式分配电压给各线圈；所述发射端获取接收端发送包含各移动设备的充电数据的数据包，其中，当所述接收端检测到各线圈的充电数据时，所述接收端发送包括各移动设备的充电数据的数据包给所述发射端；所述发射端根据接收到的所述接收端发送的包含各移动设备的充电数据的数据包，通过磁信道参数计算公式计算出各线圈对各移动设备的磁信道参数；所述发射端根据计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数，计算出所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值；所述发射端根据计算出的所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值分配电压给各线圈。其中，所述发射端根据计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数，计算出所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值的步骤具体包括：将所述各线圈对各移动设备的磁信道参数代入接收端总功率计算公式计算出接收端总功率；根据所述接收端总功率计算出所述发射端接收功率最大化各线圈的电流值；根据所述发射端接收功率最大化各线圈的电流值计算出所述发射端接收功率最大化各线圈的电压值。其中，所述磁信道参数计算公式为：Hnm＝jωMnm(zRmn+RR)-1。其中，所述接收端总功率计算公式为：相应地，本专利技术还提供了一种基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输系统，包括由多个设置在充电板上的线圈组成的发射端及由多个移动设备组成的接收端，所述充电板包括：确定模块，用于确定发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式；充电初始化模块，用于在所述确认模块确认发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式时，则所述发射端以时分的方式分配电压给各个线圈；获取模块，用于获取接收端发送包括各移动设备的充电数据的数据包，其中，当所述接收端检测到各线圈的充电数据时，所述接收端发送包括各移动设备的充电数据的数据包给所述发射端；第一计算模块，用于根据所述获取模块获取的所述接收端发送的包括各移动设备的充电数据的数据包，通过磁信道参数计算公式计算出各线圈对各移动设备的磁信道参数；第二计算模块，用于根据所述第一计算模块计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数，计算出所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值；分配模块，用于根据所述第二计算模块计算出的所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值分配电压给各线圈。其中，所述磁信道参数计算公式为：Hnm＝jωMnm(zRmn+RR)-1。其中，所述接收端总功率计算公式为：其中，所述第二计算模块包括：第一计算单元，用于将第一计算模块计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数代入接收端总功率计算公式计算出接收端总功率；第二计算单元，用于根据所述第一计算单元计算出的所述接收端总功率计算出发射端接收功率最大化每个线圈的电流值；第三计算单元，用于根据所述第二计算单元计算出的所述发射端接收功率最大化每个线圈的电流值计算出所述发射端接收功率最大化每个线圈的电压值。本实施中，当确定发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式时，发射端以时分的方式分配电压给各线圈，发射端获取接收端发送包含各移动设备的充电数据的数据包，并通过磁信道参数计算公式计算出各线圈对各移动设备的磁信道参数；发射端根据计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数，计算出所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法，其特征在于，包括以下步骤：确定发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式；当确定所述发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式时，则所述发射端以时分的方式分配电压给各线圈；所述发射端获取接收端发送包含各移动设备的充电数据的数据包，其中，当所述接收端检测到各线圈的充电数据时，所述接收端发送包括各移动设备的充电数据的数据包给所述发射端；所述发射端根据接收到的所述接收端发送的包含各移动设备的充电数据的数据包，通过磁信道参数计算公式计算出各线圈对各移动设备的磁信道参数；所述发射端根据计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数，计算出所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值；所述发射端根据计算出的所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值分配电压给各线圈。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法，其特征在于，包括以下步骤：确定发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式；当确定所述发射端的当前充电模式为功率最大化传输模式时，则所述发射端以时分的方式分配电压给各线圈；所述发射端获取接收端发送包含各移动设备的充电数据的数据包，其中，当所述接收端检测到各线圈的充电数据时，所述接收端发送包括各移动设备的充电数据的数据包给所述发射端；所述发射端根据接收到的所述接收端发送的包含各移动设备的充电数据的数据包，通过磁信道参数计算公式计算出各线圈对各移动设备的磁信道参数；所述发射端根据计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数，计算出所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值；所述发射端根据计算出的所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值分配电压给各线圈。2.如权利要求1所述的基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法，其特征在于，所述发射端根据计算出的各线圈对各移动设备的磁信道参数，计算出所述发射端在功率最大化传输模式下的各线圈所需要的电压值的步骤具体包括：将所述各线圈对各移动设备的磁信道参数代入接收端总功率计算公式计算出接收端总功率；根据所述接收端总功率计算出所述发射端接收功率最大化各线圈的电流值；根据所述发射端接收功率最大化各线圈的电流值计算出所述发射端接收功率最大化各线圈的电压值。3.如权利要求1所述的基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法，其特征在于，所述磁信道参数计算公式为：Hnm＝jωMnm(zRmn+RR)-1。4.如权利要求2所述的基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输方法，其特征在于，所述接收端总功率计算公式为：5.一种基于磁共振多设备无线充电功率最大化传输系统，其特征在于，包括由多个设置在充电板上的线圈组成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江琪，赵毓斌，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