一种通用型无线充电发射端装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及了一种通用型无线充电发射端装置，包括发射端电源、逆变电路和发射线圈，还包括谐振电容调节电路、电压电流采样电路和控制器，谐振电容调节电路设置于逆变电路和发射线圈之间，电压电流采样电路对逆变电路输入端的发射端回路的电压和电流进行采样，逆变电路、谐振电容调节电路和电压电流采样电路分别与控制器信号连接并接受控制器的控制，控制器接收电压电流采样电路采样的电压和电流后进行谐振状态检测并控制逆变电路是否改变装置的工作频率，控制器还基于谐振检测算法计算发射端装置所需谐振电容值并调节谐振电容调节电路输出的谐振电容值，大大提高了发射端装置的通用性。本发明专利技术还涉及了一种通用型无线充电发射端装置的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种通用型无线充电发射端装置及控制方法
本专利技术涉及无线充电
，具体涉及一种通用型无线充电发射端装置及控制方法。
技术介绍
近年来，无线充电技术(无线能量传输技术)迅速发展，使得该技术逐渐被应用在如通信领域、工业制造领域、交通领域、航空等外空间领域的诸多领域中并受到广泛关注。现如今应运而生的无线充电类产品也越来越多的出现在人们的切身生活中，比如常见的智能手机、现代家居、纯电动汽车等的无线充电产品中，并给人们的生活带来了一定程度的便利。但是这些无线充电产品缺乏统一的技术标准/制造标准，使得用户使用的每一种无线充电产品的发射端必须与其相匹配的接收端严格地一一对应，而不能随机与别的接收端对应，同样不同的接收端也只能对应于固定的发射端时才能有效充电，从而互操作性差，影响用户的体验。并且目前无线充电产品自身无线能量传输技术的应用条件极为单一和固定，由于各品牌见通讯协议的差异，产品发射端和接收端的无线能量传输只能针对该产品本身或者该系列产品，必须随时随地准备好原配充电装置才能进行充电，而不能通用、不具备普遍适用性、不能应用于其他类产品。并且目前无线充电产品在出厂前的设计中往往各个厂商设计的线圈发射频率不同进而导致无线充电过程的工作频率不同，更进一步验证了目前市场上各类无线充电产品之间、或者各种发射端与接收端之间的通用性、互操作性方面存在缺陷。还有，目前无线充电产品的发射端内部从不具备调节机制，不同的接收端就无法从同一发射端获得电能，并且发射端和接收端分别来自不同厂商时，二者之间的通讯协议往往也不匹配，从而在更换接收端(保持发射端不变)时，无法检测接收端的状态参数，更无法利用调节机制根据接收端的状态参数对发射端进行调节而实现接收端与发射端的调谐工作。
技术实现思路
本专利技术针对目前无线充电类产品不能通用、不具备普遍适用性、不具备调节机制等问题提供了一种通用型无线充电发射端装置，该装置充分地利用了无线充电发射端装置的原有结构并在此基础上增设谐振电容调节电路以及增设控制器，各部件相互协调配合工作，使得发射端装置能够检测与估计接收端的具体情况从而调节发射端装置的相关参数进而实现发射端装置与接收端装置在无通讯条件下与不同接收端的匹配，最终实现一个发射端装置可以对应多种多样的接收端进行无线电能传输，提高了发射端装置的通用性和普遍适用性，提升了用户的体验感。本专利技术还提供了一种通用型无线充电发射端装置的控制方法。本专利技术的技术方案如下：一种通用型无线充电发射端装置，应用于串联谐振无线电能传输场景，包括依次连接的发射端电源、逆变电路和发射线圈，还包括谐振电容调节电路、电压电流采样电路和控制器，所述谐振电容调节电路设置于所述逆变电路和所述发射线圈之间，用于提供可调节的谐振电容值，所述电压电流采样电路对逆变电路输入端的发射端回路的电压和电流进行采样，所述逆变电路、所述谐振电容调节电路和所述电压电流采样电路分别与所述控制器信号连接并接受所述控制器的控制，所述控制器接收电压电流采样电路采样的电压和电流后进行谐振状态检测并控制所述逆变电路是否改变装置的工作频率，所述控制器还基于谐振检测算法计算发射端装置所需谐振电容值并调节所述谐振电容调节电路输出的谐振电容值。优选地，所述谐振电容调节电路采用可变电容阵列。优选地，所述可变电容阵列包括若干开关器件和若干串并联电容，所述开关器件在控制器的作用下开启和关闭进而调整串并联的电容数量以输出所需谐振电容值。优选地，所述控制器进行的谐振状态检测是根据所述电压电流采样电路的采样结果判断发射端装置是否与当前串联谐振无线电能传输场景中的接收端装置实现谐振。优选地，在装置副边侧加入接收端装置后，通过所述控制器调节所述可变电容阵列的输出电容值、实时监测所述电压电流采样电路的采样结果同时还基于谐振检测算法实时计算发射端所需谐振电容值后调节输出电容值并不断据此调节可变电容阵列，最终找到发射端装置与接收端装置的谐振状态，检测计算出当前发射端装置谐振电容值，并保持当前的谐振电容值进行工作以完成与副边当前接收端装置的无线电能传输。优选地，所述控制器的控制调节采用自动式或者手动式。优选地，所述谐振检测算法还与数据优化算法相结合。一种通用型无线充电发射端装置的控制方法，应用于串联谐振无线电能传输场景，在依次连接的发射端电源、逆变电路、发射线圈的基础上增设谐振电容调节电路、电压电流采样电路和控制器，将所述谐振电容调节电路设置于所述逆变电路和所述发射线圈之间，将所述电压电流采样电路设置在逆变电路输入端的发射端回路上对发射端回路的电压和电流进行采样，将所述逆变电路、所述谐振电容调节电路和所述电压电流采样电路分别与所述控制器信号连接；在装置副边侧加入接收端装置，通过所述控制器调节所述谐振电容调节电路的输出电容值并实时监测所述电压电流采样电路的采样结果同时基于谐振检测算法实时计算发射端装置所需谐振电容值，将谐振电容调节电路的输出电容值调整至计算出的电容值，检测发射端装置和接收端装置的工作状态，不断重复发射端装置的谐振电容调节操作，直至所述采样结果为发射端回路电流处于最大值时判定发射端装置和当前接收端装置实现谐振为止，检测计算出当前发射端装置的谐振电容值，并保持当前的谐振电容值进行工作以完成与副边当前接收端装置的无线电能传输。优选地，所述谐振电容调节电路采用可变电容阵列且所述可变电容阵列包括若干开关器件和若干串并联电容，在控制器的作用下所述开关器件开启和关闭进而调整串并联的电容数量以输出所需谐振电容值。优选地，所述控制器根据所述电压电流采样电路的采样结果判断发射端装置是否与当前接收端装置实现谐振；和/或，所述控制器的控制调节采用自动式或者手动式；和/或，所述谐振检测算法还与数据优化算法相结合。本专利技术的技术效果如下：本专利技术涉及了一种通用型无线充电发射端装置，该装置充分地利用了无线充电发射端装置的原有结构并在此基础上增设谐振电容调节电路、控制器和电压电流采样电路，且逆变电路、所述谐振电容调节电路和所述电压电流采样电路分别与所述控制器信号连接并接受所述控制器的控制，控制器接收电压电流采样电路采样的电压和电流后进行谐振状态检测并控制所述逆变电路是否改变装置的工作频率，所述控制器还基于谐振检测算法计算发射端装置所需谐振电容值并调节所述谐振电容调节电路输出的谐振电容值，该发射端装置各部件协同工作，可以在一定的频率范围内实现谐振频率的调节，使得发射端装置能够根据所接入的接收端装置的具体情况来调节发射端装置内部的相关参数进而实现与不同接收端的匹配，尤其是使得发射端装置能够根据所提出的特定的算法检测与估计接收端的具体情况从而调节发射端装置的相关参数进而实现发射端装置与接收端装置在无通讯条件下与不同接收端的匹配，最终实现一个发射端装置可以对应多种多样的不同工作频率的接收端进行有效并且高效的无线电能传输，提高了发射端装置的通用性和普遍适用性，提升了用户的体验感，结构简单、操作便捷且实用性强。本专利技术还涉及了一种通用型无线充电发射端装置的控制方法，与上述通用型无线充电发射端装置相对应，可以理解为实现上述装置的控制方法，该方法通过在现有无线充电发射端的基础上增设谐振电容调节电路、控制器和电压电流采样电路以改变电路结构，再通过谐振电容调节电路、控制器和电压电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用型无线充电发射端装置，应用于串联谐振无线电能传输场景，包括依次连接的发射端电源、逆变电路和发射线圈，其特征在于，还包括谐振电容调节电路、电压电流采样电路和控制器，所述谐振电容调节电路设置于所述逆变电路和所述发射线圈之间，用于提供可调节的谐振电容值，所述电压电流采样电路对逆变电路输入端的发射端回路的电压和电流进行采样，所述逆变电路、所述谐振电容调节电路和所述电压电流采样电路分别与所述控制器信号连接并接受所述控制器的控制，所述控制器接收电压电流采样电路采样的电压和电流后进行谐振状态检测并控制所述逆变电路是否改变装置的工作频率，所述控制器还基于谐振检测算法计算发射端装置所需谐振电容值并调节所述谐振电容调节电路输出的谐振电容值。

【技术特征摘要】
1.一种通用型无线充电发射端装置，应用于串联谐振无线电能传输场景，包括依次连接的发射端电源、逆变电路和发射线圈，其特征在于，还包括谐振电容调节电路、电压电流采样电路和控制器，所述谐振电容调节电路设置于所述逆变电路和所述发射线圈之间，用于提供可调节的谐振电容值，所述电压电流采样电路对逆变电路输入端的发射端回路的电压和电流进行采样，所述逆变电路、所述谐振电容调节电路和所述电压电流采样电路分别与所述控制器信号连接并接受所述控制器的控制，所述控制器接收电压电流采样电路采样的电压和电流后进行谐振状态检测并控制所述逆变电路是否改变装置的工作频率，所述控制器还基于谐振检测算法计算发射端装置所需谐振电容值并调节所述谐振电容调节电路输出的谐振电容值。2.根据权利要求1所述的通用型无线充电发射端装置，其特征在于，所述谐振电容调节电路采用可变电容阵列。3.根据权利要求2所述的通用型无线充电发射端装置，其特征在于，所述可变电容阵列包括若干开关器件和若干串并联电容，所述开关器件在控制器的作用下开启和关闭进而调整串并联的电容数量以输出所需谐振电容值。4.根据权利要求2或3所述的通用型无线充电发射端装置，其特征在于，所述控制器进行的谐振状态检测是根据所述电压电流采样电路的采样结果判断发射端装置是否与当前串联谐振无线电能传输场景中的接收端装置实现谐振。5.根据权利要求4所述的通用型无线充电发射端装置，其特征在于，在装置副边侧加入接收端装置后，通过所述控制器调节所述可变电容阵列的输出电容值、实时监测所述电压电流采样电路的采样结果同时还基于谐振检测算法实时计算发射端所需谐振电容值后调节输出电容值并不断据此调节可变电容阵列，最终找到发射端装置与接收端装置的谐振状态，检测计算出当前发射端装置谐振电容值，并保持当前的谐振电容值进行工作以完成与副边当前接收端装置的无线电能传输。6.根据权利要求5所述的通用型无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨世春，杨鹏，闫啸宇，陈宇航，何红，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11