具备功率控制装置的无线充电系统及功率控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具备功率控制装置的无线充电系统及功率控制方法，其中，具备功率控制装置的无线充电系统包括：发射端和接收端；发射端包括发射端功率控制模块、逆变模块、发射端耦合系统和发射端通信模块；接收端包括接收端耦合系统、功率检测模块、接收端功率控制模块和接收端通信模块，以及芯片温度检测模块和模数转换器，接收端耦合系统与发射端耦合系统通过磁场耦合，模数转换器与接收端功率控制模块相连接。通过本发明专利技术的技术方案，在温度不超限的前提下以尽可能大的稳定的功率进行能量传输，消除充电过程断断续续的现象，缩短了总充电时间，改善了用户体验，提高了产品竞争力。

Wireless charging system and power control method with power control device

The invention discloses a power control device for wireless charging system and power control method, which includes wireless charging system with power control device: the transmitter and the receiver; the transmitter includes a transmitter power control module, inverter module, transmitter coupled system and transmitter communication module; the receiver comprises a receiving terminal coupled system, power detection module, receiver power control module and communication module and the receiving end, the chip temperature detection module and an analog-to-digital converter, transmitter and receiver coupling system via magnetic coupling end coupling system, ADC and receiver power control module is connected. Through the technical proposal of the invention, the energy transmission is carried out with the maximum stable power under the premise that the temperature is not over limited, thus eliminating the phenomenon of intermittent charging process, shortening the total charging time, improving the user experience and improving the competitiveness of the product.

【技术实现步骤摘要】
具备功率控制装置的无线充电系统及功率控制方法
本专利技术涉及无线充电
，尤其涉及一种具备功率控制装置的无线充电系统和一种无线充电系统的功率控制方法。
技术介绍
目前，常规有线充电系统是通过电源线、接口等将电能传输到用手机等用电端，该方法存在导线的束缚，暴露的接口存在进水、短路等隐患。无线充电系统包括发射端及接收端，能量通过电场、磁场等从发射端传输到接收端，摆脱了导线的束缚，避免了因接口的存在而导致的安全隐患。无线充电过程中，能量无线传输主要通过三类方式进行：(1)电磁感应；(2)磁共振；(3)微波。现有技术中，发射端发送的能量功率大小是根据接收端通过通信系统发送给发射端的“功率误差”信号来进行反馈控制的，功率误差值是由接收端期望的功率值减去当前收到的功率值产生的，举例来说，接收端期望的功率值为15瓦，当前收到的功率值为10瓦，则功率误差值为15瓦-10瓦＝+5瓦，并将该值编码后，经通信系统发送给发射端。发射端接收到该信息后，经特定算法，如PID算法，计算出增加该发射能量所需调整的逆变器控制量的调整量的大小，再根据该调整量的大小产生相应逆变器控制信号，完成本轮功率调整过程。而随着接收功率的提高及工作时间的增长，接收端温度通常会上升，且温度上升的大小随功率的提高而增大。接收端芯片或系统通常包含温度监控及高温保护装置，现有的方法是当接收端温度升高到超过最高限制温度后，接收端通过通信系统向发射端发送“停止能量传输”信号，发射端接收到该信号后停止能量传输，等待一定时间，待温度降低后再次开始能量传输过程。在此过程中，接收端功率误差控制信号的产生仅由期望功率值与当前接收功率值的差值产生，没有考虑温度因素，导致经常因温度超限而中断充电过程，充电时间变长，影响了用户体验，降低了产品竞争力。
技术实现思路
针对上述问题中存在的不足之处，本专利技术提供了一种具备功率控制装置的无线充电系统和功率控制方法，通过将接收端功率误差控制信号的产生由接收端温度及温度上限值、期望功率值与当前接收功率值共同计算产生，从而能够根据温度、温度上限值动态调整接收功率，而温度的上升与接收功率的大小直接相关，进而能在温度不超限的前提下以尽可能大的稳定的功率进行能量传输，消除充电过程断断续续的现象，缩短了总充电时间，改善了用户体验，提高了产品竞争力。为实现上述目的，本专利技术提供了一种具备功率控制装置的无线充电系统，包括：发射端和接收端；所述发射端包括发射端功率控制模块、逆变模块、发射端耦合系统和发射端通信模块，所述发射端功率控制模块与所述逆变模块相连接，所述逆变模块与所述发射端耦合系统相连接，所述发射端耦合系统与所述发射端通信模块相连接，所述发射端通信模块与所述发射端功率控制模块相连接；所述发射端通信模块用于通过所述发射端耦合系统接收所述接收端耦合系统发送来的功率误差控制信号，所述发射端功率控制模块用于根据所述功率误差控制信号计算需要调整的逆变模块控制量，根据所述逆变模块控制量编码并向所述逆变模块发送逆变模块控制信号；所述逆变模块根据所述逆变模块控制信号调整所述发射端耦合系统发射的功率；所述接收端包括接收端耦合系统、芯片温度检测模块、功率检测模块、模数转换器、接收端功率控制模块和接收端通信模块，所述接收端耦合系统与所述发射端耦合系统通过磁场耦合，所述接收端耦合系统与所述芯片温度检测模块相连接，所述芯片温度检测模块与所述模数转换器相连接，所述模数转换器与所述接收端功率控制模块相连接，所述功率检测模块分别与所述接收端耦合系统和所述接收端功率控制模块相连，所述接收端功率控制模块与所述接收端通信模块相连接，所述接收端通信模块与所述接收端耦合系统相连接；所述接收端耦合系统与所述发射端耦合系统通过磁场耦合传递能量和信号，所述芯片温度检测模块用于检测芯片的温度，所述模数转换器用于将检测到的温度值信号由模拟信号转换为数字信号，所述功率检测模块用于检测所述接收端耦合系统的接收功率值，所述接收端功率控制模块用于根据所述温度值信号、预设的芯片温度上限值和所述接收功率值计算最佳功率值，根据所述最佳功率值、所述接收功率值和预设的目标最大功率值计算功率误差值，将所述功率误差值编码为功率误差控制信号并发送到所述接收端通信模块，所述接收端通信模块将所述功率误差控制信号通过所述接收端耦合系统发送到所述发射端耦合系统。在上述技术方案中，优选地，所述芯片温度检测模块包括芯片内温度检测子模块和/或芯片外温度检测子模块。在上述技术方案中，优选地，所述接收端功率控制模块包括最佳功率值计算子模块和功率误差控制信号产生子模块，所述最佳功率值计算子模块分别与所述芯片外温度检测子模块或所述芯片内温度检测子模块以及所述功率检测模块相连接，所述功率误差控制信号产生子模块分别与所述功率检测模块、所述最佳功率值计算子模块和所述接收端通信模块相连接。在上述技术方案中，优选地，所述接收端功率控制模块包括最佳功率值计算子模块和功率误差控制信号产生子模块，所述最佳功率值计算子模块分别与所述功率检测模块、所述芯片内温度检测子模块和所述芯片外温度检测子模块相连接，所述功率误差控制信号产生子模块分别与所述功率检测模块、所述最佳功率值计算子模块和所述接收端通信模块相连接。在上述技术方案中，优选地，所述发射端还包括微处理器，所述微处理器分别与所述发射端通信模块和所述发射端接收端功率控制模块相连接。本专利技术还提出了一种无线充电系统的功率控制方法，包括：检测接收端耦合系统的接收功率值；检测芯片的温度，并将检测到的芯片温度值信号由模拟信号转换为数字信号；根据所述芯片温度值信号、所述接收功率值、预设的芯片温度上限值和预设的目标最大功率值计算功率误差值；将所述功率误差值编码为功率误差控制信号，并将所述功率误差控制信号通过接收端通信模块发送到接收端耦合系统；通过发射端耦合系统获取所述接收端耦合系统发送来的所述功率误差控制信号；根据所述功率误差控制信号计算需要调整的逆变模块控制量，并将所述逆变模块控制量编码为逆变模块控制信号；根据所述的逆变模块控制信号调整所述发射端耦合系统的发射功率。在上述技术方案中，优选地，所述根据所述芯片温度值信号、所述接收功率值、预设的芯片温度上限值和预设的目标最大功率值计算功率误差值具体包括:根据所述芯片温度值信号、所述接收功率值和所述预设的芯片温度上限值计算最佳功率值；根据所述最佳功率值、所述接收功率值和所述目标最大功率值计算所述功率误差值。在上述技术方案中，优选地，所述检测芯片的温度，并将检测到的芯片温度值信号由模拟信号转换为数字信号；根据所述芯片温度值信号、所述接收功率值、预设的芯片温度上限值和预设的目标最大功率值计算功率误差值具体包括：检测芯片内和/或芯片外的温度，并将芯片内温度值信号和/或芯片外温度值信号由模拟信号转换为数字信号；根据所述芯片外温度值信号和/或所述芯片内温度值信号、所述接收功率值、预设的芯片外温度上限值和/或预设的芯片内温度上限值以及预设的目标最大功率值计算功率误差值。在上述技术方案中，优选地，所述根据所述芯片外温度值信号和/或所述芯片内温度值信号、所述接收功率值、预设的芯片外温度上限值和/或预设的芯片内温度上限值以及预设的目标最大功率值计算功率误差值具体包括：根据所述芯片外温度值信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备功率控制装置的无线充电系统，其特征在于，包括：发射端和接收端；所述发射端包括发射端功率控制模块、逆变模块、发射端耦合系统和发射端通信模块，所述发射端功率控制模块与所述逆变模块相连接，所述逆变模块与所述发射端耦合系统相连接，所述发射端耦合系统与所述发射端通信模块相连接，所述发射端通信模块与所述发射端功率控制模块相连接；所述发射端通信模块用于通过所述发射端耦合系统接收所述接收端耦合系统发送来的功率误差控制信号，所述发射端功率控制模块用于根据所述功率误差控制信号计算需要调整的逆变模块控制量，根据所述逆变模块控制量编码并向所述逆变模块发送逆变模块控制信号；所述逆变模块根据所述逆变模块控制信号调整所述发射端耦合系统发射的功率；所述接收端包括接收端耦合系统、芯片温度检测模块、功率检测模块、模数转换器、接收端功率控制模块和接收端通信模块，所述接收端耦合系统与所述发射端耦合系统通过磁场耦合，所述接收端耦合系统与所述芯片温度检测模块相连接，所述芯片温度检测模块与所述模数转换器相连接，所述模数转换器与所述接收端功率控制模块相连接，所述功率检测模块分别与所述接收端耦合系统和所述接收端功率控制模块相连，所述接收端功率控制模块与所述接收端通信模块相连接，所述接收端通信模块与所述接收端耦合系统相连接；所述接收端耦合系统与所述发射端耦合系统通过磁场耦合传递能量和信号，所述芯片温度检测模块用于检测芯片的温度，所述模数转换器用于将检测到的温度值信号由模拟信号转换为数字信号，所述功率检测模块用于检测所述接收端耦合系统的接收功率值，所述接收端功率控制模块用于根据所述温度值信号、预设的芯片温度上限值和所述接收功率值计算最佳功率值，根据所述最佳功率值、所述接收功率值和预设的目标最大功率值计算功率误差值，将所述功率误差值编码为功率误差控制信号并发送到所述接收端通信模块，所述接收端通信模块将所述功率误差控制信号通过所述接收端耦合系统发送到所述发射端耦合系统。...

【技术特征摘要】
1.一种具备功率控制装置的无线充电系统，其特征在于，包括：发射端和接收端；所述发射端包括发射端功率控制模块、逆变模块、发射端耦合系统和发射端通信模块，所述发射端功率控制模块与所述逆变模块相连接，所述逆变模块与所述发射端耦合系统相连接，所述发射端耦合系统与所述发射端通信模块相连接，所述发射端通信模块与所述发射端功率控制模块相连接；所述发射端通信模块用于通过所述发射端耦合系统接收所述接收端耦合系统发送来的功率误差控制信号，所述发射端功率控制模块用于根据所述功率误差控制信号计算需要调整的逆变模块控制量，根据所述逆变模块控制量编码并向所述逆变模块发送逆变模块控制信号；所述逆变模块根据所述逆变模块控制信号调整所述发射端耦合系统发射的功率；所述接收端包括接收端耦合系统、芯片温度检测模块、功率检测模块、模数转换器、接收端功率控制模块和接收端通信模块，所述接收端耦合系统与所述发射端耦合系统通过磁场耦合，所述接收端耦合系统与所述芯片温度检测模块相连接，所述芯片温度检测模块与所述模数转换器相连接，所述模数转换器与所述接收端功率控制模块相连接，所述功率检测模块分别与所述接收端耦合系统和所述接收端功率控制模块相连，所述接收端功率控制模块与所述接收端通信模块相连接，所述接收端通信模块与所述接收端耦合系统相连接；所述接收端耦合系统与所述发射端耦合系统通过磁场耦合传递能量和信号，所述芯片温度检测模块用于检测芯片的温度，所述模数转换器用于将检测到的温度值信号由模拟信号转换为数字信号，所述功率检测模块用于检测所述接收端耦合系统的接收功率值，所述接收端功率控制模块用于根据所述温度值信号、预设的芯片温度上限值和所述接收功率值计算最佳功率值，根据所述最佳功率值、所述接收功率值和预设的目标最大功率值计算功率误差值，将所述功率误差值编码为功率误差控制信号并发送到所述接收端通信模块，所述接收端通信模块将所述功率误差控制信号通过所述接收端耦合系统发送到所述发射端耦合系统。2.根据权利要求1所述的具备功率控制装置的无线充电系统，其特征在于，所述芯片温度检测模块包括芯片内温度检测子模块和/或芯片外温度检测子模块。3.根据权利要求2所述的具备功率控制装置的无线充电系统，其特征在于，所述接收端功率控制模块包括最佳功率值计算子模块和功率误差控制信号产生子模块，所述最佳功率值计算子模块分别与所述芯片外温度检测子模块或所述芯片内温度检测子模块以及所述功率检测模块相连接，所述功率误差控制信号产生子模块分别与所述功率检测模块、所述最佳功率值计算子模块和所述接收端通信模块相连接。4.根据权利要求2所述的具备功率控制装置的无线充电系统，其特征在于，所述接收端功率控制模块包括最佳功率值计算子模块和功...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨沛锋，潘杰，王伟，
申请(专利权)人：北京联盛德微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11