CN105552974A - 一种无线充电发送装置、接收装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明设计无线充电领域，特别涉及基于RFID的一种无线充电发送装置、接收装置及控制方法。本发明提供了一种无线充电发送装置、无线充电接收装置及控制方法。所述控制方法是先开启功率电路Ton时间段；再关闭所述功率电路Toff时间段；在停止的Toff时间段内，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡，且Ton为Toff的100倍及以上，以保证功率电路输出足够的功率。适用于中大功率设备的无线充电，且能解决干扰大而导致通信异常的问题。

Description

一种无线充电发送装置、接收装置及控制方法

技术领域

本发明设计无线充电领域，特别涉及基于RFID的一种无线充电发送装置、接收装置及控制方法。

背景技术

无线功率传输(WirelessPowerTransfer，WPT)是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。按照功率传输原理的不同，无线功率传输分为:电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式；其中较为成熟的是电磁感应式，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。

射频识别（RadioFrequencyIDentification，RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。RFID技术的基本工作原理：RF标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

以诺基亚、德州仪器、LG等大牌为代表的国际无线充电联盟(WirelessPowerConsortium，WPC)推出了QI标准，限定了电磁感应无线充电技术规范，基本原理是在发送和接收端都设一个线圈，发送端线圈连接有线电源，并产生电磁信号，接收端线圈感应到这个电磁信号，从而给设备电池充电。WPC虽已制定采用电磁感应式的无线充电规范，但该规范只针对小功率（功率小于5W）设备，对中大功率设备的无线充电标准还未出台，当前，电动工具等中大功率设备应用广泛，对无线充电产品有很大需求，采用电磁感应方式，常常存在干扰大而导致通信异常的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种无线充电发送装置、接收装置及控制方法，适用于中大功率设备的无线充电，且能解决干扰大而导致通信异常的问题。为实现该目的，所采用的方案是：

本发明提供了一种无线充电发送装置，包括：

RFID发送端，向无线充电接收装置发送射频信号，接收并解码无线充电接收装置反馈的信号；

初级线圈，输出电磁感应信号；

功率电路，电连接至初级线圈，功率电路开启时初级线圈输出电磁感应信号，功率电路关闭时初级线圈不输出电磁感应信号；

第一MCU，串联在RFID发送端和功率电路之间，控制RFID发送端发送信号，通过接收RFID发送端解码出的反馈信号来控制功率电路的开启和关闭。

本发明还提供了一种无线充电接收装置，包括：

RFID接收卡，用于接收无线充电发送装置发出的射频信号，并反馈信号给无线充电发送装置；

次级线圈，与初级线圈形成电磁感应耦合以从无线充电发送装置接收功率；

接收端充电电路，连接次级线圈，用于将次级线圈耦合的功率能量转换为可充电的电能；

第二MCU，连接RFID接收卡和接收端充电电路；用于检测接收端充电电路工作状态，并通过RFID接收卡反馈给无线充电发送装置。

本发明还提供一种无线充电控制方法，包括以下步骤：

A、先开启功率电路Ton时间段；

B、再关闭所述功率电路Toff时间段；

C、在停止的Toff时间段内，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡，且Ton大于Toff，以保证功率电路输出足够的功率。

进一步的，在步骤A之前还包括步骤：

D、RFID发送端检测无线充电接收装置是否有可识别的RFID接收卡；

E、当检测到有RFID接收卡后，则判断RFID接收卡是否可识别；

F、当RFID接收卡可识别时，无线充电发送装置开始充电。

更进一步的，在步骤C之后还包括步骤：

G、当RFID发送端检测到可识别的RFID接收卡，则无线充电发送装置继续充电；

H、当RFID发送端未检测到RFID接收卡或所检测到的RFID接收卡不可识别，则无线充电发送装置转入空闲状态；

I、当RFID发送端检测到通信出现异常，则无线充电发送装置转入错误状态。

更进一步的，在步骤F之后还包括步骤：

J、第二MCU检测到接收端充电电路是否出现过压或过流状态；

K、当检测到接收端充电电路出现过压或过流状态时，则无线充电发送装置转入错误状态。

更进一步的，在步骤I和K之后还包括步骤：

L、每隔一定时间Terr，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡；

M、当检测到存在可识别的RFID接收卡，无线充电发送装置开始充电；

N、当未检测到RFID接收卡或检测到的RFID接收卡不可识别，则无线充电发送装置转入空闲状态；

O、当检测到通信异常，则无线充电发送装置会继续处于错误状态。

优选的，在无线充电发送装置开始充电之后，还包括：开启功率电路，初级线圈输出电磁感应信号。

优选的，在无线充电发送装置开始空闲状态之后，还包括：关闭功率电路，初级线圈无输出。

优选的，在无线充电发送装置开始错误状态之后，还包括：关闭功率电路，初级线圈无输出。

本发明提供一种无线充电发送装置、接收装置及控制方法，采用RFID技术，采用电磁感应来实现中大功率设备的无线充电。在中大功率无线设备的无线充电中，常常会存在干扰大而造成通信异常的问题。在本发明实施例的无线充电控制方法中，在无线充电发送装置开始充上电后，先开启功率电路Ton时间段，再关闭所述功率电路Toff时间段，在停止的Toff时间段内，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡，不断检测判断是否出现通信异常的状况；当无线充电系统出现通信异常进入错误模式时，每隔一定时间Terr，RFID发送端会检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡；以便当检测到存在可识别的RFID接收卡，无线充电发送装置继续转入正常的充电模式，如此循环，可尽可能的减小干扰大造成的通信异常的影响；且Ton为Toff的100倍及以上，以保证功率电路输出足够的功率，来满足中大功率设备的需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的无线充电发送装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的无线充电接收装置的结构示意图；

图3为本相关于本发明实施例中无线充电系统的状态转换示意图；

图4为相关于本发明实施例中控制功率电路的时序图；

图5为本发明实施例提供的无线充电控制方法的流程示意图。

贯穿全部附图，相同的附图标示数字将被理解为指代相同的元件、特征和结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见图1及图2，本发明实施例提供了一种无线充电发送装置100，包括：RFID发送端102，向无线接收装置200中的RFID接收卡202发送射频信息，接收并解码RFID接收卡202反馈的信息；初级线圈104，输出电磁感应信号；功率电路103电连接至初级线圈104，功率电路103开启时初级线圈104输出电磁感应信号，功率电路103关闭时初级线圈104不输出电磁感应信号；第一MCU101，串联在RFID发送端102和功率电路103之间，控制RFID发送端102发送信号，通过接收RFID发送端102解码出的反馈信号来控制功率电路103的开启和关闭，从而控制初级线圈104是否输出电磁感应信号。

本发明实施例中还提供了一种无线充电接收装置200，包括：RFID接收卡202，用于接收RFID发送端102的射频信号，并反馈信号给RFIN发送端102；次级线圈204，与初级线圈104形成电磁感应耦合以从无线发送装置100接收功率；接收端充电电路203，连接次级线圈204，用于将次级线圈204耦合的功率能量转换为可充电的电能；第二MCU201，连接RFID接收卡202和接收端充电电路203；用于检测接收端充电电路203的工作状态，并通过RFID接收卡202反馈给RFID发送端102。

本发明所提供的无线充电发送装置和无线充电接收装置构成整个无线充电系统，该系统具有三种工作模式，空闲模式、充电模式和错误模式，具体三种模式转换示意图参见图3，具体的程序流程示意图参见图5。具体的工作步骤如下：

301、无线充电系统初始状态为空闲模式。

302、RFID发送端检测无线充电接收装置是否有可识别的RFID接收卡。

303、当检测到有RFID接收卡后，则判断RFID接收卡是否可识别。

304、当RFID接收卡可识别时，无线充电发送装置开始充电，开启功率电路，初级线圈输出电磁感应信号。

305、当RFID发送端未检测到RFID接收卡或所检测到的RFID接收卡不可识别，则无线充电发送装置转入空闲状态，关闭功率电路，初级线圈无输出。

401、第二MCU检测到接收端充电电路是否出现过压或过流状态。

402、先开启功率电路Ton时间段；再关闭所述功率电路Toff时间段；

在停止的Toff时间段内，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡;即重复步骤302、303、304和305的过程。

403、当检测到接收端充电电路出现过压或过流状态时，则无线充电发送装置转入错误状态；关闭功率电路，初级线圈无输出；每隔一定时间Terr，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡；即重复步骤302、303、304和305的过程。

参见图3，具体的状态转换过程如下：

在初始状态下，无线充电系统设定为空闲模式，功率电路103关闭，初级线圈104不输出电磁感应信号。

在无线充电系统处于空闲模式时，RFID发送端102会检测无线接收装置200端是否有可识别的RFID接收卡202，当检测到有RFID接收卡202后，判断RFID接收卡202是否可识别；当RFID接收卡202可识别时，无线充电系统会从空闲模式转为充电模式，第一MCU101开启功率电路103，初级线圈104输出电磁感应信号；当无RFID接收卡202或所述RFID接收卡202无法识别，无线充电系统会继续空闲模式；当出现通信异常，无线充电系统会从空闲模式转为错误模式；空闲模式和错误模式下，第一MCU101会关闭功率电路103，初级线圈104无输出。

在正常的充电模式中，第一MCU101会在设定的时间段Ton下，每隔Ton会自动关闭功率电路103，且关闭的时间设定为Toff，在Toff时间段内，RFID发送端102会检测无线接收装置200端是否有可识别的RFID接收卡202，当有可识别的RFID接收卡202时，无线充电系统继续充电模式；当无RFID接收卡202或RFID接收卡202不可识别，无线充电系统会从充电模式转为空闲模式；当通信出现异常，无线充电系统会从充电模式转为错误模式；且在正常充电模式时，当第二MCU201检测到接收端充电电路203出现过压或过流状态时，第二MCU201将信息反馈给RFID接收卡202，RFID接收卡202将信息反馈给RFID发送端102，第一MCU101接收到RFID发送端102的信息后，会关闭功率电路103，初级线圈104无输出，无线充电系统会从空闲模式转为错误模式。

在无线充电系统处于错误模式时，RFID发送端102会每隔一定时间Terr检测无线接收装置200端是否有可识别的RFID接收卡202，当有可识别的RFID卡202，Terr为初始设定值，无线充电系统会从错误模式转为充电模式；当无RFID接收卡202或所述RFID接收卡202无法识别，无线充电系统会从错误模式转为空闲模式；当通信异常，无线充电系统继续错误模式。

参见图4，图4为相关于本发明实施例中控制功率电路的时序图。在无线充电系统进入空闲模式和错误模式之后，功率电路103关闭，初级线圈104无输出；在无线充电系统进入充电模式后，先开启功率电路Ton时间段，再关闭所述功率电路Toff时间段，在停止的Toff时间段内，RFID发送端检测无线接收装置端是否有可识别的RFID接收卡，且Ton要大于Toff，以保证功率电路输出足够的功率。

本发明提供一种无线充电发送装置、接收装置及控制方法，采用RFID技术，利用电磁感应来实现中大功率设备的无线充电。在中大功率无线设备的无线充电中，常常会存在干扰大而造成通信异常的问题。在本发明实施例的无线充电控制方法中，在无线充电发送装置开始充上电后，先开启功率电路Ton时间段，再关闭所述功率电路Toff时间段，在停止的Toff时间段内，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡，不断检测判断是否出现通信异常的状况；当无线充电系统出现通信异常进入错误模式时，每隔一定时间Terr，RFID发送端会检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡；以便当检测到存在可识别的RFID接收卡，无线充电发送装置继续转入正常的充电模式，如此循环，可尽可能的减小干扰大造成的通信异常的影响；且Ton为Toff的100倍及以上，以保证功率电路输出足够的功率，来满足中大功率设备的需求。

本发明实施例中提供的一种无线充电发送装置、无线充电系统和无线充电方法，采用RFID技术来识别是否有无线接收装置。基于本发明实施例中所采用的装置、系统和方法，本行业内相关领域的技术人员，也可将本实施例中采用的RFID技术等同替换为蓝牙、红外、WiFi等无线通信技术，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线充电发送装置，其特征在于，包括：

RFID发送端，向无线充电接收装置发送射频信号，接收并解码无线充电接收装置反馈的信号；

初级线圈，输出电磁感应信号；

功率电路，电连接至初级线圈，功率电路开启时初级线圈输出电磁感应信号，功率电路关闭时初级线圈不输出电磁感应信号；

第一MCU，串联在RFID发送端和功率电路之间，控制RFID发送端发送信号，通过接收RFID发送端解码出的反馈信号来控制功率电路的开启和关闭。

2.一种无线充电接收装置，其特征在于，包括：

RFID接收卡，用于接收无线充电发送装置发出的射频信号，并反馈信号给无线充电发送装置；

次级线圈，与初级线圈形成电磁感应耦合以从无线充电发送装置接收功率；

接收端充电电路，连接次级线圈，用于将次级线圈耦合的功率能量转换为可充电的电能；

第二MCU，连接RFID接收卡和接收端充电电路；用于检测接收端充电电路工作状态，并通过RFID接收卡反馈给无线充电发送装置。

3.一种无线充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.先开启功率电路Ton时间段；

B.再关闭所述功率电路Toff时间段；

C.在停止的Toff时间段内，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡，且Ton为Toff的100倍及以上，以保证功率电路输出足够的功率。

4.如权利要求3所述的一种无线充电控制方法，其特征在于，在步骤A之前还包括步骤：

D.RFID发送端检测无线充电接收装置是否有可识别的RFID接收卡；

E.当检测到有RFID接收卡后，则判断RFID接收卡是否可识别；

F.当RFID接收卡可识别时，无线充电发送装置开始充电。

5.如权利要求3所述的一种无线充电控制方法，其特征在于，在步骤C之后还包括步骤：

G.当RFID发送端检测到可识别的RFID接收卡，则无线充电发送装置继续充电；

H.当RFID发送端未检测到RFID接收卡或所检测到的RFID接收卡不可识别，则无线充电发送装置转入空闲状态；

I.当RFID发送端检测到通信出现异常，则无线充电发送装置转入错误状态。

6.如权利要求4所述的一种无线充电控制方法，其特征在于，在步骤F之后还包括步骤：

J.第二MCU检测到接收端充电电路是否出现过压或过流状态；

K.当检测到接收端充电电路出现过压或过流状态时，则无线充电发送装置转入错误状态。

7.如权利要求5或6所述的一种无线充电控制方法，其特征在于，

在步骤I和K之后还包括步骤：

L.每隔一定时间Terr，RFID发送端检测无线充电接收装置端是否有可识别的RFID接收卡；

M.当检测到存在可识别的RFID接收卡，无线充电发送装置开始充电；

N.当未检测到RFID接收卡或检测到的RFID接收卡不可识别，则无线充电发送装置转入空闲状态；

O.当检测到通信异常，则无线充电发送装置会继续处于错误状态。

8.如权利要求7所述的一种无线充电控制方法，其特征在于，在无线充电发送装置开始充电之后，还包括：开启功率电路，初级线圈输出电磁感应信号。

9.如权利要求7所述的一种无线充电控制方法，其特征在于，在无线充电发送装置开始空闲状态之后，还包括：关闭功率电路，初级线圈无输出。

10.如权利要求7所述的一种无线充电控制方法，其特征在于，在无线充电发送装置开始错误状态之后，还包括：关闭功率电路，初级线圈无输出。