一种无线充电效率优化方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于无线充电技术领域，具体提供一种无线充电效率优化方法以及装置，所述无线充电效率优化方法包括如下步骤：控制PWM信号的移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧；检测所述发射侧的输入功率；扰动PWM信号的移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。本发明专利技术能够实现无线充电效率最大化，可保证系统在各种情况下都能工作在最大效率点，且提高了系统响应速度，最大限度地降低了对通讯的依赖性。

【技术实现步骤摘要】
一种无线充电效率优化方法以及装置
本专利技术属于无线充电
，尤其涉及一种无线充电效率优化方法以及装置。
技术介绍
目前AGV(AutomatedGuidedVehicle，自动导引运输车)多采用接触式充电方式，在充电过程中可能产生火花，存在安全隐患，且存在充电触头磨损，需要定期更换，不适用于频繁的随机充电。另外因为充电触头是暴露部件，无法在低温凝露、潮湿、易燃易爆等环境下正常工作。鉴于有线充电存在的问题，目前还有采用无线充电的方式。无线充电方式是通过初级线圈产生一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从发射侧转移到接收侧，接收侧再将充电电压传输到负载端，实现对负载端的充电操作。在无线充电过程中，系统最大效率与负载阻抗有着很大的关系，且存在一个特定负载阻抗下效率的最大值。然而在实际充电过程中，负载阻抗随时间缓慢变化，线圈互感随着线圈位置不同也发生变化，因此无法正向确定一个固定参数来保证效率的最大值，导致系统无法维持最佳效率进行无线充电过程，造成大量的能量耗损。
技术实现思路
本专利技术提供一种无线充电效率优化方法，旨在解决现有无线充电系统无法维持最大效率进行无线充电的技术问题。本专利技术是这样实现的，提供一种无线充电效率优化方法，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射侧以及接收侧，所述无线充电效率优化方法包括如下步骤：控制PWM信号的移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧；检测所述发射侧的输入功率；以及扰动PWM信号的移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。进一步地，所述扰动PWM信号的移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧的步骤，具体包括：设定移动步长、最大移相角以及最小移相角；根据所述移动步长扰动PWM信号的移相角；在当前移相角等于所述最大移相角或者所述最小移相角时，直接切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并根据所述移动步长扰动当前移相角，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧；在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并根据所述移动步长扰动当前移相角，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。进一步地，所述在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并根据所述移动步长扰动当前移相角，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧的步骤，具体包括：在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，且当前移相角处于增加阶段时，若当前移相角对应的输入功率小于上一移相角对应的输入功率，将移相角增加一所述移动步长，若当前移相角对应的输入功率大于上一移相角对应的输入功率，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并将移相角减少一所述移动步长，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧；在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，且当前移相角处于减少阶段时，若当前移相角对应的输入功率小于上一移相角对应的输入功率，将移相角减少一所述移动步长，若当前移相角对应的输入功率大于上一移相角对应的输入功率，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并将移相角增加一所述移动步长，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。进一步地，所述接收侧设有Buck电路，所述设定最大移相角以及最小移相角的步骤，具体包括：根据公式：其中，a_high为最大移相角，Vout2为所述Buck电路的实际输出电压，β为常数，计算得出所述最大移相角；根据公式：其中，a_low为最小移相角，Vout2为所述Buck电路的实际输出电压，β为常数，计算得出所述最小移相角。进一步地，所述接收侧设有Buck电路，所述控制PWM信号的移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧的步骤之前，还包括：在接收到启动信号之后，开启初始化调节，控制PWM信号的移相角为初始移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧；检测所述Buck电路的实际输入电压以及实际输出电压；计算调节步长；根据所述调节步长调节PWM信号的移相角；在所述实际输入电压以及所述实际输出电压符合预设倍数时，完成初始化调节，保证所述发射侧能够传输足够能量到所述接收侧。进一步地，所述计算调节步长的步骤，具体包括：设定比例系数；根据所述比例系数、所述实际输入电压以及1.5倍的所述实际输出电压，计算得出所述调节步长。本专利技术还提供一种无线充电效率优化装置，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射侧以及接收侧，所述无线充电效率优化装置包括：移相角控制单元，用于控制PWM信号的移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧；功率检测单元，用于检测所述发射侧的输入功率；以及寻优效率单元，用于扰动PWM信号的移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。进一步地，所述寻优效率单元包括：设定模块，用于设定移动步长、最大移相角以及最小移相角；移相角扰动模块，用于根据所述移动步长扰动PWM信号的移相角；第一切换模块，用于在当前移相角等于所述最大移相角或者所述最小移相角时，直接切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并根据所述移动步长扰动当前移相角，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧；第二切换模块，用于在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并根据所述移动步长扰动当前移相角，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。进一步地，所述第二切换模块包括：第一移相角扰动子模块，用于在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，且当前移相角处于增加阶段时，若当前移相角对应的输入功率小于上一移相角对应的输入功率，将移相角增加一所述移动步长，若当前移相角对应的输入功率大于上一移相角对应的输入功率，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并将移相角减少一所述移动步长，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧；第二移相角扰动子模块，用于在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，且当前移相角处于减少阶段时，若当前移相角对应的输入功率小于上一移相角对应的输入功率，将移相角减少一所述移动步长，若当前移相角对应的输入功率大于上一移相角对应的输入功率，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并将移相角增加一所述移动步长，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。进一步地，所述接收侧设有Buck电路，所述设定模块包括：最大移相角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电效率优化方法，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射侧以及接收侧，其特征在于，所述无线充电效率优化方法包括如下步骤：/n控制PWM信号的移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧；/n检测所述发射侧的输入功率；以及/n扰动PWM信号的移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线充电效率优化方法，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射侧以及接收侧，其特征在于，所述无线充电效率优化方法包括如下步骤：
控制PWM信号的移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧；
检测所述发射侧的输入功率；以及
扰动PWM信号的移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。


2.根据权利要求1所述的无线充电效率优化方法，其特征在于，所述扰动PWM信号的移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧的步骤，具体包括：
设定移动步长、最大移相角以及最小移相角；
根据所述移动步长扰动PWM信号的移相角；
在当前移相角等于所述最大移相角或者所述最小移相角时，直接切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并根据所述移动步长扰动当前移相角，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧；
在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并根据所述移动步长扰动当前移相角，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。


3.根据权利要求2所述的无线充电效率优化方法，其特征在于，所述在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，并在检测到所述输入功率有上升趋势时，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并根据所述移动步长扰动当前移相角，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧的步骤，具体包括：
在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，且当前移相角处于增加阶段时，若当前移相角对应的输入功率小于上一移相角对应的输入功率，将移相角增加一所述移动步长，若当前移相角对应的输入功率大于上一移相角对应的输入功率，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并将移相角减少一所述移动步长，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧；
在当前移相角小于所述最大移相角并大于所述最小移相角，且当前移相角处于减少阶段时，若当前移相角对应的输入功率小于上一移相角对应的输入功率，将移相角减少一所述移动步长，若当前移相角对应的输入功率大于上一移相角对应的输入功率，切换对PWM信号的移相角的扰动方向，并将移相角增加一所述移动步长，使所述发射侧寻优效率将能量传输到所述接收侧。


4.根据权利要求2所述的无线充电效率优化方法，其特征在于，所述接收侧设有Buck电路，所述设定最大移相角以及最小移相角的步骤，具体包括：
根据公式：其中，a_high为最大移相角，Vout2为所述Buck电路的实际输出电压，β为常数，
计算得出所述最大移相角；
根据公式：其中，a_low为最小移相角，Vout2为所述Buck电路的实际输出电压，β为常数，
计算得出所述最小移相角。


5.根据权利要求1所述的无线充电效率优化方法，其特征在于，所述接收侧设有Buck电路，所述控制PWM信号的移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧的步骤之前，还包括：
在接收到启动信号之后，开启初始化调节，控制PWM信号的移相角为初始移相角，使所述发射侧将能量传输到所述接收侧；
检测所述Buck电路的实际输入电压以及实际输出电压；
计算调节步长；
根据所述调节步长调节PWM信号的移相角；
在所述实际输入电压以及所述实际输出电压符合预设倍数时，完成初始化调节，保证所述发射侧能够传输足够能量到所述接收侧。


6.根据权利要求5所述的无线充电效率优化方法，其特征在于，所述计算调节步长的步骤，具体包括：
设定比例系数；
根据所述比例系数、所述实际输入电压以及1.5倍的所述实际输出电压，计算得出所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡锦敏，侯延进，田寒梅，
申请(专利权)人：深圳赫兹创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44