无线充电系统及其开机方法技术方案

本发明专利技术适用于无线充电技术领域，提供了一种无线充电系统及其开机方法，该系统包括发射端和接收端，发射端包括依次连接的第一整流模块、高频逆变模块、第一控制模块和第一无线通信模块，及与高频逆变模块连接的发射线圈；接收端包括依次连接的接收线圈、第二整流模块、DC/DC模块、第二控制模块、及第二无线通信模块；第一无线通信模块与第二无线通信模块进行无线通信，发射线圈与接收线圈通过磁场耦合；DC/DC模块用于当检测自身输出参数大于输出参数保护阈值时，控制关断输出；及根据所检测的自身输出参数与预设输出参数调节其占空比，以使其自身输出参数与预设输出参数相同。本发明专利技术解决了现有无线充电系统需要发射端进行控制而导致保护不及时的问题。

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统及其开机方法
本专利技术属于无线充电
，尤其涉及一种无线充电系统及其开机方法。
技术介绍
随着科学技术的发展以及消费水平的提高，由于无线充电产品具有非接触、无电线连接、操作方便等特性，备受各厂商关注，其各种各样的无线充电产品也相继问世，其带无线充电功能的电子产品也受到越来越多的消费者使用。传统无线充电模块中，其如图4所示，其无线充电模块分为发射端和接收端。当发射端的高频逆变模块采用SS（series-series：串联-串联）拓扑结构时，在正常工作时一般采用调频策略，即接收端把整流模块整流后的充电电压/电流通过无线通信传输到发射端。当发射端检测到该电压/电流大于设定值时，发射端就会调高自身的开关频率，使该电压/电流降低；当发射端检测到该电压小于设定值时，发射端就会调低自身的开关频率，使该电压/电流升高，从而使接收端整流后的电压/电流趋于稳定。然而现有技术方案中的无线充电模块存在较多的缺陷：（1）在接近发射端高频逆变模块谐振点的时候功率曲线变得非常的陡峭，在控制上会存在比较大的难度；（2）在理想状态下，不考虑无限通信的延迟并且假定无线通信是可靠的不出现任何的中断，在发射端高频逆变模块谐振点附近的增益非常的大，而在稍微远离发射端高频逆变模块谐振点的增益又会变得非常的小，所以在控制上也是比较难实现整个闭环的稳定性，另外一旦环路稳定性出现问题，产生的后果是非常严重的，一般情况下都会损坏发射端的元器件，并且对电网造成干扰；（3）当考虑无线通信的固定延迟（一般是10ms以上）时或者无线通信在传输过程中出现意外中断（一般是100ms以上）时，发射端无法及时检测充电电压/电流，当接收端负载突变、AC电网电压突变或者线圈距离突变的时候，通信延迟和中断让发射端根本来不及动作，从而会使发射端的逆变电流突变或者接收端输出电压发生突变，轻则无法保证接收端保持满功率输出、重则电压/电流就会超过保护阈值产生保护，如果保护不及时甚至会损坏整个无线充电模块的元器件。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种无线充电系统，旨在解决现有无线充电系统需要发射端进行控制而导致保护不及时的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种无线充电系统，所述系统包括：发射端，包括依次连接的第一整流模块、高频逆变模块、第一控制模块和第一无线通信模块，及还与所述高频逆变模块连接的发射线圈；接收端，包括依次连接的接收线圈、第二整流模块、DC/DC模块、第二控制模块、及第二无线通信模块；所述第一整流模块输入端与输入电源连接，所述DC/DC模块输出端与外接负载连接，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块之间进行无线通信，所述发射线圈与所述接收线圈通过磁场耦合；所述DC/DC模块用于当所检测输出至外接负载的自身输出参数大于输出参数保护阈值时，控制关断输出；以及根据所检测输出至外接负载的自身输出参数与预设输出参数相应调节其占空比，以使其自身输出参数与所述预设输出参数相同。更进一步地，所述DC/DC模块为buck模块、boost模块、buck-boost模块中的任意一种或多种。更进一步地，所述高频逆变模块采用SS拓扑全桥结构或SS拓扑半桥结构。更进一步地，所述整流模块为不控整流模块或PFC整流模块。更进一步地，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee模块、NB-IOT模块、RF射频模块中的任意一种或多种。本专利技术另一实施例的目的还在于提供一种无线充电系统开机方法，适用于上述所述的无线充电系统，所述方法包括：发射端控制高频逆变模块在探测频率下由初始占空比逐步变化至目标占空比，所述探测频率为所述高频逆变模块的当前频率；发射端根据在所述目标占空比下所获取的所述高频逆变模块的输入电压、接收端中DC/DC模块的输入电压、所述探测频率、以及发射端中发射线圈和接收端中接收线圈的谐振参数，确定出DC/DC模块正常启动所需的开通电压；发射端将所述开通电压通过无线方式发送至接收端中DC/DC模块，以使所述DC/DC模块在检测到当前输入电压大于等于所述开通电压时进行启动运行；发射端判断当前所获取的所述DC/DC模块的当前输入电压是否大于等于根据所述开通电压确定的目标电压；若是，则发射端维持探测频率进行稳定运行；若否，则发射端将所述高频逆变模块的当前频率由探测频率开始逐渐减少，直至检测到所述DC/DC模块的当前输入电压大于等于所述目标电压，并维持当前频率不变进行稳定运行。进一步地，所述确定出DC/DC模块正常启动所需的开通电压的步骤包括：发射端在目标占空比下获取所述高频逆变模块的输入电压及所述探测频率；发射端通过无线方式发送请求信息至接收端，以使接收端根据请求信息获取并返回在目标占空比下的DC/DC模块的输入电压；发射端根据高频逆变模块的输入电压、DC/DC模块的输入电压、探测频率、发射线圈和接收线圈的谐振参数确定出耦合系数；发射端根据耦合系数确定出DC/DC模块正常启动所需的开通电压。进一步地，所述将所述高频逆变模块的当前频率由探测频率开始逐渐减少，直至检测到所述DC/DC模块的当前输入电压大于等于所述目标电压的步骤包括：发射端判断所逐渐减小的当前频率是否大于预设最小频率、以及当前输入电压是否大于等于所述目标电压；当发射端判断当前频率减小至大于所述预设最小频率且当前输入电压大于等于所述目标电压时，发射端维持当前频率不变进行稳定运行；当发射端判断当前频率不大于所述预设最小频率且当前输入电压小于所述目标电压时，发射端发出警报。进一步地，所述方法还包括：接收端中DC/DC模块在检测到当前输入电压大于等于所述开通电压时进行启动运行；接收端中DC/DC模块当所检测到所输出的自身输出参数大于输出参数保护阈值时，控制关断输出；接收端中DC/DC模块根据所检测到所输出的自身输出参数与预设输出参数相应调节其占空比，以使自身输出参数与预设输出参数相同。进一步地，所述接收端中DC/DC模块根据所检测到所输出的自身输出参数与预设输出参数相应调节其占空比的步骤包括：接收端中DC/DC模块检测到所输出的自身输出参数小于预设输出参数时，相应增加其占空比，直至自身输出参数与预设输出参数相同；接收端中DC/DC模块检测到所输出的自身输出参数大于预设输出参数时，相应减小其占空比，直至自身输出参数与预设输出参数相同。进一步地，所述发射端控制高频逆变模块在探测频率下由初始占空比逐步变化至目标占空比的步骤包括：所述发射端控制高频逆变模块在探测频率下由初始占空比开始进行启动；所述发射端控制高频逆变模块每隔预设时间增加预设占空比量，并判断当前占空比是否达到目标占空比；若是，则维持目标占空比运行；若否，则继续每隔预设时间增加预设占空比量，直至判断出当前占空比达到目标占空比。本专利技术实施例提供的无线充电系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电系统，其特征在于，所述系统包括：/n发射端，包括依次连接的第一整流模块、高频逆变模块、第一控制模块和第一无线通信模块，及还与所述高频逆变模块连接的发射线圈；/n接收端，包括依次连接的接收线圈、第二整流模块、DC/DC模块、第二控制模块、及第二无线通信模块；/n所述第一整流模块输入端与输入电源连接，所述DC/DC模块输出端与外接负载连接，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块之间进行无线通信，所述发射线圈与所述接收线圈通过磁场耦合；/n所述DC/DC模块用于当所检测输出至外接负载的自身输出参数大于输出参数保护阈值时，控制关断输出；以及根据所检测输出至外接负载的自身输出参数与预设输出参数相应调节其占空比，以使其自身输出参数与所述预设输出参数相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统，其特征在于，所述系统包括：
发射端，包括依次连接的第一整流模块、高频逆变模块、第一控制模块和第一无线通信模块，及还与所述高频逆变模块连接的发射线圈；
接收端，包括依次连接的接收线圈、第二整流模块、DC/DC模块、第二控制模块、及第二无线通信模块；
所述第一整流模块输入端与输入电源连接，所述DC/DC模块输出端与外接负载连接，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块之间进行无线通信，所述发射线圈与所述接收线圈通过磁场耦合；
所述DC/DC模块用于当所检测输出至外接负载的自身输出参数大于输出参数保护阈值时，控制关断输出；以及根据所检测输出至外接负载的自身输出参数与预设输出参数相应调节其占空比，以使其自身输出参数与所述预设输出参数相同。


2.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述DC/DC模块为buck模块、boost模块、buck-boost模块中的任意一种或多种。


3.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述高频逆变模块采用SS拓扑全桥结构或SS拓扑半桥结构。


4.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述整流模块为不控整流模块或PFC整流模块。


5.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee模块、NB-IOT模块、RF射频模块中的任意一种或多种。


6.一种无线充电系统开机方法，适用于如权利要求1至5任意一项所述的无线充电系统，其特征在于，所述方法包括：
发射端控制高频逆变模块在探测频率下由初始占空比逐步变化至目标占空比，所述探测频率为所述高频逆变模块的当前频率；
发射端根据在所述目标占空比下所获取的所述高频逆变模块的输入电压、接收端中DC/DC模块的输入电压、所述探测频率、以及发射端中发射线圈和接收端中接收线圈的谐振参数，确定出DC/DC模块正常启动所需的开通电压；
发射端将所述开通电压通过无线方式发送至接收端中DC/DC模块，以使所述DC/DC模块在检测到当前输入电压大于等于所述开通电压时进行启动运行；
发射端判断当前所获取的所述DC/DC模块的当前输入电压是否大于等于根据所述开通电压确定的目标电压；
若是，则发射端维持探测频率进行稳定运行；
若否，则发射端将所述高频逆变模块的当前频率由探测频率开始逐渐减少，直至检测到所述DC/DC模块的当前输入电压大于等于所述目标电压，并维持当前频率不变进行稳定运行。


7.如权利要求6所述的无线充电系统开机方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡锦敏，林钊，
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