CN105990909A - 一种电能的无线传输方法及无线发射端及无线接收端 - Google Patents

Abstract

一种电能的无线传输方法及无线发射端及无线接收端；用于无线发射端的所述方法，包括：当检测出其供电范围内存在无线接收端时，高频运行发射能量，并逐步降低本设备的运行频率，提升发射的能量；在逐步降低运行频率，提升发射的能量的过程中，若接收到无线接收端发送的包含其状态参数的控制消息，根据状态参数确定无线接收端的能量接收比例；按照能量接收比例，调节本设备的运行频率，发射无线接收端所需求的能量。本发明首先通过发射小能量使接收端的通信功能启动，利用反馈的状态参数，确定无线接收端的能量接收比例，根据该比例发射能量，避免发射的能量与需求的能量不符、导致接收端损坏或无法启动的问题，极大的拓宽了发射端的适应范围及适应能力。

Description

一种电能的无线传输方法及无线发射端及无线接收端

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，尤其是涉及一种电能的无线传输方法及无线发射端及无线接收端。

背景技术

无线电能传输技术，一般是采用感应耦合电能传输技术，是一种通过电磁耦合以非接触式方式向负载传递能量的一项新技术。无线电能传输系统分为发射端(原边)电路以及接收端(副边)电路两大部分，发射端电路主要是完成电能的变换与发送，接收端回路主要是完成能量的拾取与稳压。系统通过原边发射线圈中的高频电流激发的高频磁场在副边拾取线圈中引起电磁感应产生感应电压的模式完成能量的非接触传送。

大部分的无线接收端和无线发射端是在出厂时就一一配套，厂商会设定无线发射端发射的能量符合与其配套的无线接收端接收的能量，达到无线接收端的正常工作电压。这种方式随着无线传输技术的普及，会产生大量的无线传输设备，并不实用。目前，对于不配套的无线接收端和无线发射端的也可以使用，但无法做到准确、可靠的能量传输，若无线发射端发出的能量高了，容易造成无线接收端的损坏；若无线发射端发出的能量低了，则无线接收端又无法正常启动运行。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种电能的无线传输方法，以解决现有技术不同规格或不配套的无线传输设备无法工作或工作可靠性低的问题。

在一些说明性实施例中，所述无线传输方法，用于无线发射端，包括：当检测出其供电范围内存在无线接收端时，高频运行发射能量，并逐步降低本设备的运行频率，提升发射的能量；在所述逐步降低运行频率，提升发射的能量的过程中，若接收到所述无线接收端发送的包含其状态参数的控制消息，则根据其中的状态参数确定所述无线接收端的能量接收比例；按照所述无线接收端的能量接收比例，调节本设备的运行频率，发射所述无线接收端所需求的能量。

在一些说明性实施例中，所述无线传输方法，用于无线接收端，包括：接收并转换无线发射端发射的能量；待达到本设备的通信功能的启动电压后，将包含有线圈的状态参数的控制消息发送至所述无线发射端。

本发明的另一个目的是提供一种无线发射端。

在一些说明性实施例中，所述无线发射端，包括：能量发射模块，用于当检测出其供电范围内存在无线接收端时，高频运行发射能量，并逐步降低本设备的运行频率，提升发射的能量；第一接收模块，用于接收到所述无线接收端发送的包含其状态参数的控制消息；第一解析模块，用于根据所述控制消息中的状态参数确定所述无线接收端的能量接收比例；第一调节模块，用于按照所述无线接收端的能量接收比例，控制所述能量发射模块调节本设备的运行频率，发射所述无线接收端所需求的能量。

本发明的另一个目的是提供一种无线接收端。

在一些说明性实施例中，所述无线接收端，包括：能量接收模块，用于接收并转换无线发射端发射的能量；第一发送模块，用于待达到本设备的通信功能的启动电压后，将包含有线圈的状态参数的控制消息发送至所述无线发射端。

与现有技术相比，本发明的说明性实施例包括以下优点：

本发明首先通过无线发射端发射小能量使无线接收端的通信功能启动，利用无线接收端反馈的状态信息，确定无线接收端的能量接收比例，根据该比例向无线接收端发射能量，避免了发射的能量与无线接收端所需求的能量不符、导致无线接收端损坏或无法启动的问题，极大的拓宽了无线发射端的适应范围及适应能力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是按照本发明的说明性实施例的无线供电系统的结构示意图；

图2是按照本发明的说明性实施例的流程图；

图3是按照本发明的说明性实施例的流程图；

图4是按照本发明的说明性实施例的流程图；

图5是按照本发明的说明性实施例的结构框图；

图6是按照本发明的说明性实施例的结构框图。

具体实施方式

在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便于提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本发明的理解。

图1示出了无线传输系统的结构示意图。

参照图1，无线传输系统包括：无线发射端和无线接收端，其中，无线接收端可以是连接待供电/充电的负载设备的独立设备，也可以是与负载设备一体，作为负载设备的内部功能元件。

无线发射端是由发射端电路、发射线圈、控制电路、反馈电路和无线通讯电路组成。无线接收端是由接收端电路、接收线圈和无线通讯电路组成。

无线发射端将电能通过发射线圈输送至无线接收端的接收线圈上，经过整流稳压等处理，将获得的电压提供给负载设备。两者的无线通讯电路支持两者无线通讯，进行数据交互。

为了便于更快的理解本发明中的说明性实施例，以下对本发明的主要思想进行简单说明：

发射端以零或较低的能量发射，只启动无线接收端的通信功能，通信功能启动后的无线接收端，将自身线圈的尺寸、形状等状态参数发送给发射端，发射端根据状态参数，分析出接收端的接收能力，根据接收能力确定接收端正常运行所需要接收的能量对应自身的发射能量。通过该方法可以使不同规格或不配套的设备间达到正常运行的效果。另外，在作为独立于负载的设备时，可以适用于不同的负载。

参照图2，公开了一种电能的无线传输方法，用于无线发射端，包括：

S11、当检测出其供电范围内存在无线接收端时，高频运行发射能量，并逐步降低本设备的运行频率，提升发射的能量：

其中，该检测可以通过有源或无源检测两种方式进行，例如通过磁铁吸合触发，又例如通过中断控制，当放上接收端会通过中断唤醒发射端。

S12、在所述逐步降低运行频率，提升发射的能量的过程中，若接收到所述无线接收端发送的包含其状态参数的控制消息，则根据其中的状态参数确定所述无线接收端的能量接收比例；

S13、按照所述无线接收端的能量接收比例，调节本设备的运行频率，发射所述无线接收端所需求的能量。

例如：假设无线接收端所需求的能量为1，确定出接收端的能量接收比例为9/10,则发送端以10/9的能量进行发射。

本发明首先通过无线发射端发射小能量使无线接收端的通信功能启动，利用无线接收端反馈的状态信息，确定无线接收端的能量接收比例，根据该比例向无线接收端发射能量，避免了发射的能量与无线接收端所需求的能量不符、导致无线接收端损坏或无法启动的问题，极大的拓宽了无线发射端的适应范围及适应能力。

在一些说明性实施例中，所述控制消息中还包含有所述无线接收端的额定运行参数。

在一些说明性实施例中，根据所述额定运行参数确定所述无线接收端所需求的能量。其中，所述额定运行参数至少包含有无线接收端的额定电压。

通过上述方法，发射端可以适用于不同额定电压的无线接收端或负载设备。

在一些说明性实施例中，所述无线接收端的状态参数至少包含有所述无线接收端的线圈尺寸或规格；

其中，在发射端发射的能量保持不变的情况下，接收端线圈的尺寸越大，接收到的能量越大；反之，接收端线圈的尺寸越小，接收到的能量越小。

在一些说明性实施例中，在所述逐步降低运行频率，提升发射的能量的过程中，还包括：

若本设备当前的运行频率低于预先设定的频率值时，则执行用于指示无线接收端异常的报警操作。

报警操作可以以声/光警示操作人员，达到避免设备的损坏的目的；另外报警操作还可以利用触发元件实现在当前的运行频率低于预设值时，停止无线发射端运行，终止电能的传输，实现设备的自我保护。

在一些说明性实施例中，包含有所述状态参数的控制消息为第一控制消息。

在一些说明性实施例中，在所述按照所述无线接收端的能量接收比例，调节本设备的运行频率，发射所述无线接收端所需求的能量之后，还包括：

若接收所述无线接收端发送的包含有其当前运行参数的第二控制消息，则根据其中的所述当前运行参数调节本设备的运行频率。

例如：在无线接收端在运行一段时间后，电压突然从220V下降到了210V，接收端将当前工作电压210V参数发送给发射端，发射端首先对当前运行频率降低一个调节单位，提高相应的发送能量，等待无线接收端再次发送当前运行参数，再次对运行频率进行调节，直至接收到接收端反馈的当前运行参数返回到220V；又或者在，接收到第二次或几次接收端的运行参数，根据之间的差值，计算出接收端的工作电压返回至220V所需要发射的能量，以该能量相应的运行频率运行。

对于确定无线接收端的能量接收能力，也可以通过上述示例所示出的方式进行。

参照图3，公开了一种无线传输方法，用于无线接收端，包括：

S21、接收并转换无线发射端发射的能量；

S22、待达到本设备的通信功能的启动电压后，将包含有线圈的状态参数的控制消息发送至所述无线发射端。

在一些说明性实施例中，所述控制消息中包含有本设备的额定运行参数；

所述额定运行参数至少包含有本设备的额定电压。

在一些说明性实施例中，所述状态参数中至少包含有线圈尺寸或规格。

在一些说明性实施例中，包含有所述状态参数的控制消息为第一控制消息。

在一些说明性实施例中，在所述将包含有线圈的状态参数的控制消息发送至所述无线发射端之后，还包括：

待达到本设备正常启动的电压后，以一定的时间间隔将包含有当前运行参数的第二控制消息发送至所述无线发射端。

参照图4，图4为本发明中的方法的一种实施例。

S31、无线发射端检测其供电范围内是否存在需要进行供电的无线接收端；

其中，该检测过程可以通过第一时间间隔进行检测，例如无线发射端每隔5分钟执行一次检测；若没有检测到无线接收端，等待时间间隔过后的下个时间点再次检查；若检测到无线接收端，则进入步骤S32。

S32、高频运行，发射能量；

S33、检测在一定时间内是否接受到无线接收端发送的负载设备的状态参数；若没有接收到，则进入步骤S34；若接收到，则进入步骤S35；

S34、判断无线发射端的当前运行频率是否低于预先设定的频率值；若低于，则进入步骤S36；若未低于，则降低运行频率，返回步骤S32；

S35、根据接收到的状态参数调节自身的运行频率发射能量；其中，实时的接收无线接收端反馈的运行参数实现实时调整；进入步骤S37；

S36、警报，返回步骤S31；

S37、检测无线接收端是否仍处于其供电范围内；若是，则返回步骤S35；若否，则返回步骤S31。

如图5所示，公开了一种无线发射端100，包括：当检测出其供电范围内存在无线接收端时，高频运行发射能量，并逐步降低本设备的运行频率，提升发射的能量的能量发射模块101；接收到所述无线接收端发送的包含其状态参数的控制消息的第一接收模块102；根据所述控制消息中的状态参数确定所述无线接收端的能量接收比例的第一解析模块103；按照所述无线接收端的能量接收比例，控制所述能量发射模块调节本设备的运行频率，发射所述无线接收端所需求的能量的第一调节模块104。

在一些说明性实施例中，所述控制消息中还包含有所述无线接收端的额定运行参数。

在一些说明性实施例中，所述无线发射端，还包括：根据所述额定运行参数确定所述无线接收端所需求的能量的第二解析模块105。

在一些说明性实施例中，所述额定运行参数至少包含有无线接收端的额定电压。

在一些说明性实施例中，所述无线接收端的状态参数至少包含有所述无线接收端的线圈尺寸或规格。

在一些说明性实施例中，还包括：当本设备当前的运行频率低于预先设定的频率值时，则执行用于指示无线接收端异常的报警操作的报警模块106。

在一些说明性实施例中，包含有所述状态参数的控制消息为第一控制消息。

在一些说明性实施例中，所述无线发射端，还包括：接收所述无线接收端发送的包含有其当前运行参数的第二控制消息的第二接收模块107；根据所述第二控制消息中的所述当前运行参数，控制所述能量发射模块调节本设备的运行频率的第二调节模块108。

如图6所示，公开了一种无线接收端200，包括：接收并转换无线发射端发射的能量的能量接收模块201；待达到本设备的通信功能的启动电压后，将包含有线圈的状态参数的控制消息发送至所述无线发射端的第一发送模块202。

在一些说明性实施例中，所述控制消息中包含有本设备的额定运行参数。

在一些说明性实施例中，所述额定运行参数至少包含有本设备的额定电压。

在一些说明性实施例中，所述状态参数中至少包含有线圈尺寸或规格。

在一些说明性实施例中，包含有所述状态参数的控制消息为第一控制消息。

在一些说明性实施例中，所述无线接收端，还包括：待达到本设备正常启动的电压后，以一定的时间间隔将包含有当前运行参数的第二控制消息发送至所述无线发射端的第二发送模块203。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (20)

1.一种电能的无线传输方法，其特征在于，用于无线发射端，包括：

当检测出其供电范围内存在无线接收端时，高频运行发射能量，并逐步降低本设备的运行频率，提升发射的能量；

在所述逐步降低运行频率，提升发射的能量的过程中，

若接收到所述无线接收端发送的包含其状态参数的控制消息，则根据其中的状态参数确定所述无线接收端的能量接收比例；

按照所述无线接收端的能量接收比例，调节本设备的运行频率，发射所述无线接收端所需求的能量。

2.根据权利要求1所述的无线传输方法，其特征在于，所述控制消息中还包含有所述无线接收端的额定运行参数；

根据所述额定运行参数确定所述无线接收端所需求的能量。

3.根据权利要求2所述的无线传输方法，其特征在于，所述额定运行参数至少包含有无线接收端的额定电压。

4.根据权利要求1-3任一项所述的无线传输方法，其特征在于，所述无线接收端的状态参数至少包含有所述无线接收端的线圈尺寸或规格。

5.根据权利要求1-3任一项所述的无线传输方法，其特征在于，在所述逐步降低运行频率，提升发射的能量的过程中，还包括：

若本设备当前的运行频率低于预先设定的频率值时，则执行用于指示无线接收端异常的报警操作。

6.根据权利要求1-3任一项所述的无线传输方法，其特征在于，包含有所述状态参数的控制消息为第一控制消息；

在所述按照所述无线接收端的能量接收比例，调节本设备的运行频率，发射所述无线接收端所需求的能量之后，还包括：

若接收所述无线接收端发送的包含有其当前运行参数的第二控制消息，则根据其中的所述当前运行参数调节本设备的运行频率。

7.一种电能的无线传输方法，其特征在于，用于无线接收端，包括：

接收并转换无线发射端发射的能量；

待达到本设备的通信功能的启动电压后，将包含有线圈的状态参数的控制消息发送至所述无线发射端。

8.根据权利要求7所述的无线传输方法，其特征在于，所述控制消息中包含有本设备的额定运行参数；

所述额定运行参数至少包含有本设备的额定电压。

9.根据权利要求7或8所述的无线传输方法，其特征在于，所述状态参数中至少包含有线圈尺寸或规格。

10.根据权利要求7或8所述的无线传输方法，其特征在于，包含有所述状态参数的控制消息为第一控制消息；

在所述将包含有线圈的状态参数的控制消息发送至所述无线发射端之后，还包括：

待达到本设备正常启动的电压后，以一定的时间间隔将包含有当前运行参数的第二控制消息发送至所述无线发射端。

11.一种无线发射端，其特征在于，包括：

能量发射模块，用于当检测出其供电范围内存在无线接收端时，高频运行发射能量，并逐步降低本设备的运行频率，提升发射的能量；

第一接收模块，用于接收到所述无线接收端发送的包含其状态参数的控制消息；

第一解析模块，用于根据所述控制消息中的状态参数确定所述无线接收端的能量接收比例；

第一调节模块，用于按照所述无线接收端的能量接收比例，控制所述能量发射模块调节本设备的运行频率，发射所述无线接收端所需求的能量。

12.根据权利要求11所述的无线发射端，其特征在于，所述控制消息中还包含有所述无线接收端的额定运行参数；

所述无线发射端，还包括：

第二解析模块，用于根据所述额定运行参数确定所述无线接收端所需求的能量。

13.根据权利要求12所述的无线发射端，其特征在于，所述额定运行参数至少包含有无线接收端的额定电压。

14.根据权利要求11-13任一项所述的无线发射端，其特征在于，所述无线接收端的状态参数至少包含有所述无线接收端的线圈尺寸或规格。

15.根据权利要求11-13任一项所述的无线发射端，其特征在于，还包括：

报警模块，用于当本设备当前的运行频率低于预先设定的频率值时，则执行用于指示无线接收端异常的报警操作。

16.根据权利要求11-13任一项所述的无线发射端，其特征在于，包含有所述状态参数的控制消息为第一控制消息；

所述无线发射端，还包括：

第二接收模块，用于接收所述无线接收端发送的包含有其当前运行参数的第二控制消息；

第二调节模块，用于根据所述第二控制消息中的所述当前运行参数，控制所述能量发射模块调节本设备的运行频率。

17.一种无线接收端，其特征在于，包括：

能量接收模块，用于接收并转换无线发射端发射的能量；

第一发送模块，用于待达到本设备的通信功能的启动电压后，将包含有线圈的状态参数的控制消息发送至所述无线发射端。

18.根据权利要求17所述的无线接收端，其特征在于，所述控制消息中包含有本设备的额定运行参数；

所述额定运行参数至少包含有本设备的额定电压。

19.根据权利要求17或18所述的无线接收端，其特征在于，所述状态参数中至少包含有线圈尺寸或规格。

20.根据权利要求17或18所述的无线接收端，其特征在于，包含有所述状态参数的控制消息为第一控制消息；

所述无线接收端，还包括：

第二发送模块，用于待达到本设备正常启动的电压后，以一定的时间间隔将包含有当前运行参数的第二控制消息发送至所述无线发射端。