一种自适应幅值校正的无线充电数字解调装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自适应幅值校正的无线充电数字解调装置，包括：预处理模块

【技术实现步骤摘要】
一种自适应幅值校正的无线充电数字解调装置


[0001]本专利技术提供了一种自适应幅值校正的无线充电数字解调装置，涉及到信号解调技术，属于无线充电领域
。

技术介绍

[0002]无线充电设备在实际应用场合中，在完成电能传输的同时也需要完成原副边之间信号的传输以满足反馈控制和系统决策等功能
。
由于传统的分离通道式的通信系统能量和信号两通道之间存在相互串扰问题以及系统电磁干扰等问题
。
当电能传输功率较大时，能量传输对信号传输的干扰非常严重，有可能导致信号无法解调
。
因此共享通道式的无线充电载波通信技术近年来受到关注
。
[0003]WPC
联盟指定的
Qi
标准采用了反向散射调制的方式实现了从副边向原边传输信息，以极低的成本和足够的可靠性满足手机等电子产品无线充电的需要，是目前市场上共享通道式的无线充电载波通信技术中较为成熟的一套方案
。
该方案的无线充电器补偿网络为
S
‑
S
结构，副边控制器采用
ASK
的调制方式
。
调制电路由一对开关管和调制电容组成，通过控制调制电路的开关管将调制电容并联到补偿网络一侧，改变系统的谐振状态来影响原边线圈电流的峰值，从而在传输功率的同时实现信号的反向传输
。
采用这种通信方式不需要额外的线圈和天线，成本低，设计简单，但是需要解决信号与功率之间的干扰和耦合问题
。
[0004]一方面，传统的无线充电载波通信解调方案采用模拟电路的方式实现对信号的解调，采用模拟电路实现调制信号的非相干解调比较简单，但是在中大功率的应用场合中，由于半导体开关器件的噪声等因素，在信号传输和解调的过程中不可避免地会引入噪声干扰
。
[0005]另一方面，无线充电器大部分采用
PFM
的调制方式实现以
CC/CV
模式对电池进行充电，因此系统传输功率会随着电池充电状态发生改变，需要不断改变系统的工作频率对充电电压和电流进行闭环控制
。
通过对无线充电系统的数学建模和软件仿真可以得到原边线圈电流峰值调制前后变化量和工作频率的关系，如图3所示，当系统的工作频率改变时，原边线圈电流中的有效信号成分会发生不同程度的衰减
。
当采用统一的信号增益时，在函数峰值附近的频段干扰容易被放大；在函数低谷附近的频段，信号幅值不够滞环带宽导致解调失败，从而影响了原副边之间信号的稳定传输
。
[0006]目前，有相关的专利采用噪声识别等方案在解调之后通过软件方法降低误码率，也有专利采用数字解调代替模拟电路地方案避免模拟电路引入的噪声干扰，但是这些处理方案都没有考虑到无线充电系统工作频率改变时信号幅值衰落导致通信不稳定的问题
。

技术实现思路

[0007]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种自适应幅值校正的无线充电数字解调装置，以期能满足无线充电系统
ASK
解调电路对抗干扰性能
、
性能等方面的提升需求，并能拓宽频率调节和功率传输的范围，降低功率传输和信号传输之间的相互影
响，从而能增加无线充电系统在不同工况条件下的通信稳定性
。
[0008]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0009]本专利技术一种自适应幅值校正的无线充电数字解调装置的特点在于，包括：预处理模块
、
自适应幅值校正模块和滞环比较模块；
[0010]所述预处理模块首先根据不同工作频率下的采样信号
{Signal
0,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
构造解析信号
{Signal
1,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
，再通过一个带通滤波器从
{|Signal
1,i
|,i
＝
1,2,
…
,n}
中提取信号分量，去除高频载波和噪声，从而得到预处理后的信号
{Signal
2,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
；其中，
Signal
0,i
表示第
i
种工作频率下的采样信号，
Signal
1,i
表示第
i
种工作频率下以采样信号作为实信号构造的解析信号，
Signal
2,i
表示第
i
种工作频率下预处理后的信号，
n
表示工作频率的种类；
[0011]所述自适应幅值校正模块通过自适应幅值校正算法计算
{Signal
2,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
的幅值增益
{Gain
i
,i
＝
1,2,
…
,n}
，并将
Signal
2,i
乘以第
i
种工作频率下的增益
Gain
i
，从而得到幅值统一的信号
{Signal
3,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
；其中，
Signal
3,i
表示第
i
种工作频率下的校正信号；
[0012]所述滞环比较模块将滞环带宽分别与信号
{Signal
3,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
进行比较，输出解调数字信号
{Signal
4,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
并送入外部的数字信号处理和控制单元进行处理
。
[0013]本专利技术所述的自适应幅值校正的无线充电数字解调装置的特点也在于：所述自适应幅值校正模块利用式
(1)
计算第
i
种工作频率下的信号调制差
Δ
I
i
：
[0014][0015]式
(1)
中，
U
S
表示所述数字信号处理和控制单元输出的无线充电系统的直流电压；为无线充电系统发射端的等效阻抗，为无线充电系统接收端的等效阻抗，为接收端并联调制电容后的等效阻抗，
ω
为无线充电系统的工作频率所计算的角频率；
M
为无线充电系统的线圈互感；并有：
[0016][0017]式
(2)
中，
R1,L
p
,C
p
分别为无线充电系统的原边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自适应幅值校正的无线充电数字解调装置，其特征在于，包括：预处理模块
、
自适应幅值校正模块和滞环比较模块；所述预处理模块首先根据不同工作频率下的采样信号
{Signal
0,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
构造解析信号
{Signal
1,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
，再通过一个带通滤波器从
{|Signal
1,i
|,i
＝
1,2,
…
,n}
中提取信号分量，去除高频载波和噪声，从而得到预处理后的信号
{Signal
2,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
；其中，
Signal
0,i
表示第
i
种工作频率下的采样信号，
Signal
1,i
表示第
i
种工作频率下以采样信号作为实信号构造的解析信号，
Signal
2,i
表示第
i
种工作频率下预处理后的信号，
n
表示工作频率的种类；所述自适应幅值校正模块通过自适应幅值校正算法计算
{Signal
2,i
,i
＝
1,2,
…
,n}
的幅值增益
{Gain
i
,i
＝
1,2,
…
,n}
，并将
Signal
2,i
乘以第
i
种工作频率下的增益
Gain
i
，从而得到幅值统一的信号
{Signal
3,i
,i
＝
1,2,
…
...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏建徽，张捷，张健，刘硕，刘辉，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：