CN106329741A - 一种多负载自适应无线充电系统及其充电方法 - Google Patents

一种多负载自适应无线充电系统及其充电方法 Download PDF

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尹海东
陈庆荣
李信秋
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Abstract

本发明提供了一种多负载自适应无线充电系统及其充电方法，其中，系统包括接收端设备和发射端设备；接收端设备包括RFID电子标签以及接收天线；发射端设备包括发射天线阵列、RFID无线读写电路、功率控制模块、无线充电发射电路以及电源适配器；功率控制器对各个发射天线的发射功率进行分别控制；RFID无线读写电路与RFID电子标签无线通信，接收天线用于接收发射天线产生的近场辐射，并与发射天线耦合产生射频信号。该多负载自适应无线充电系统及其充电方法能够根据读取的充电信息控制各个发射天线的发射功率对待充电负载进行合理充电，实现了充电能量的合理分配，避免超压或过充，提高了充电安全性，延长待充电负载使用寿命。

Description

一种多负载自适应无线充电系统及其充电方法
技术领域
本发明涉及一种无线充电系统及充电方法，尤其是一种多负载自适应无线充电的充电系统及其充电方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步，便携式设备越来越多，因此设备的续航问题也成为了我们关注的热点。现阶段，很多携式设备均是通过金属充电线连接到充电器上进行充电。设备越多，用户需要配备的充电器和充电线越多，这造成了极大的不便，因此，无线充电器应运而生，但是目前一个无线充电器通常只为一个被充电设备进行充电，若为多个被充电设备进行充电时，便会存在能量分配的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的无线充电在为多个被充电设备进行充电时存在能量分配的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多负载自适应无线充电系统，包括接收端设备和发射端设备；接收端设备包括RFID电子标签以及接收天线；发射端设备包括发射天线阵列、RFID无线读写电路、功率控制模块、无线充电发射电路以及电源适配器；
RFID电子标签用于设置在待充电负载上，接收天线用于连接至待充电负载的电源充电端；
功率控制模块包括功率控制器和功率控制电路；
发射天线阵列由N个发射天线以及相应的天线匹配电路构成；
RFID无线读写电路与功率控制器的信号输入端相连；
功率控制器与功率控制电路相连，功率控制电路再与无线充电发射电路相连，无线充电发射电路再分别与发射天线阵列的各个天线匹配电路相连，各个天线匹配电路再与相应的发射天线相连，从而由功率控制器对各个发射天线的发射功率进行分别控制；
RFID无线读写电路与RFID电子标签无线通信，用于读取RFID电子标签内存储的待充电负载的充电信息；
电源适配器分别为RFID无线读写电路、功率控制模块以及无线充电发射电路供电；
接收天线用于接收发射天线产生的近场辐射，并与发射天线耦合产生射频信号。
采用RFID无线读写电路读取RFID电子标签内存储的待充电负载的充电信息，从而由功率控制器根据读取的充电信息控制各个发射天线的发射功率对待充电负载进行合理充电，实现了充电能量的合理分配，避免超压或过充，提高了充电安全性，延长待充电负载使用寿命；采用功率控制器对各个发射天线的发射功率进行分别控制能够实现多个待充电负载的同时充电，提高充电效率。
作为本发明的进一步限定方案，RFID电子标签内存储的待充电负载的充电信息包括充电电压、充电电流、充电功率以及充电曲线。采用充电电压、充电电流、充电功率以及充电曲线的设置，能够实现针对性的制定充电方案，为每个待充电负载提供最合理、安全的充电。
作为本发明的进一步限定方案，接收端设备还包括一个电量监测器；电量检测器包括检测控制器、电压传感器和显示器；检测控制器分别与电压传感器和显示器相连。采用电量监测器能够实时显示待充电负载的当前电压值，避免过充。
作为本发明的进一步限定方案，包括如下步骤：
步骤1，由RFID无线读写电路通过电磁耦合实时检测待充电负载上的RFID电子标签，读取各个RFID电子标签存储的充电信息；
步骤2，RFID无线读写电路将读取到的充电信息发送至功率控制模块的功率控制器；
步骤3，功率控制器根据接收的充电信息依次经过功率控制电路、无线充电发射电路以及天线匹配电路控制发射天线的发射功率；
步骤4，接收天线接收发射天线产生的近场辐射，并转化为电能对待充电负载的电源充电端进行充电；
步骤5，充电完成后由功率控制器通过RFID无线读写电路将本次充电记录写入对应的待充电负载的RFID电子标签。
采用RFID无线读写电路将本次充电记录写入对应的待充电负载的RFID电子标签，从而实现充电信息的更新，提高自适应能力。
作为本发明的进一步限定方案，步骤5中的充电记录包括充电日期、充电时长、充电电压、充电电流、充电功率以及充电曲线。
本发明的有益效果在于：（1）采用RFID无线读写电路读取RFID电子标签内存储的待充电负载的充电信息，从而由功率控制器根据读取的充电信息控制各个发射天线的发射功率对待充电负载进行合理充电，实现了充电能量的合理分配，避免超压或过充，提高了充电安全性，延长待充电负载使用寿命；（2）采用功率控制器对各个发射天线的发射功率进行分别控制能够实现多个待充电负载的同时充电，提高充电效率。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如图1所示，本发明提供的多负载自适应无线充电系统包括：接收端设备和发射端设备。
其中，接收端设备包括RFID电子标签以及接收天线；发射端设备包括发射天线阵列、RFID无线读写电路、功率控制模块、无线充电发射电路以及电源适配器；
RFID电子标签用于设置在待充电负载上，接收天线用于连接至待充电负载的电源充电端；
功率控制模块包括功率控制器和功率控制电路；
发射天线阵列由N个发射天线以及相应的天线匹配电路构成；
RFID无线读写电路与功率控制器的信号输入端相连；
功率控制器与功率控制电路相连，功率控制电路再与无线充电发射电路相连，无线充电发射电路再分别与发射天线阵列的各个天线匹配电路相连，各个天线匹配电路再与相应的发射天线相连，从而由功率控制器对各个发射天线的发射功率进行分别控制；
RFID无线读写电路与RFID电子标签无线通信，用于读取RFID电子标签内存储的待充电负载的充电信息；
电源适配器分别为RFID无线读写电路、功率控制模块以及无线充电发射电路供电；
接收天线用于接收发射天线产生的近场辐射，并与发射天线耦合产生射频信号；
RFID电子标签内存储的待充电负载的充电信息包括充电电压、充电电流、充电功率以及充电曲线；
接收端设备还包括一个电量监测器；电量检测器包括检测控制器、电压传感器和显示器；检测控制器分别与电压传感器和显示器相连。
作为本发明的多负载自适应无线充电系统的充电方法包括如下步骤：
步骤1，由RFID无线读写电路通过电磁耦合实时检测待充电负载上的RFID电子标签，读取各个RFID电子标签存储的充电信息；
步骤2，RFID无线读写电路将读取到的充电信息发送至功率控制模块的功率控制器；
步骤3，功率控制器根据接收的充电信息依次经过功率控制电路、无线充电发射电路以及天线匹配电路控制发射天线的发射功率；
步骤4，接收天线接收发射天线产生的近场辐射，并转化为电能对待充电负载的电源充电端进行充电；
步骤5，充电完成后由功率控制器通过RFID无线读写电路将本次充电记录写入对应的待充电负载的RFID电子标签，充电记录包括充电日期、充电时长、充电电压、充电电流、充电功率以及充电曲线。
RFID电子标签为非接触式射频读写无源卡，存储着待充电负载的充电信息，充电信息包括充电电压、充电电流、充电功率以及充电曲线等信息。当待充电负载进入发射端设备的检测区域且与RFID电子标签信道要求相匹配时，RFID无线读写电路读取RFID电子标签内存储的充电信息。功率控制器根据充电曲线不断地对无线充电发射电路进行调整，使其调整到合适的充电功率和充电电流；当充电完成时，功率控制器控制RFID无线读写电路发送与RFID电子标签相匹配的无线射频信号，将此次的充电记录写入待充电负载的的RFID电子标签内。

Claims (5)

1.一种多负载自适应无线充电系统，其特征在于：包括接收端设备和发射端设备；接收端设备包括RFID电子标签以及接收天线；发射端设备包括发射天线阵列、RFID无线读写电路、功率控制模块、无线充电发射电路以及电源适配器；
RFID电子标签用于设置在待充电负载上，接收天线用于连接至待充电负载的电源充电端；
功率控制模块包括功率控制器和功率控制电路；
发射天线阵列由N个发射天线以及相应的天线匹配电路构成；
RFID无线读写电路与功率控制器的信号输入端相连；
功率控制器与功率控制电路相连，功率控制电路再与无线充电发射电路相连，无线充电发射电路再分别与发射天线阵列的各个天线匹配电路相连，各个天线匹配电路再与相应的发射天线相连，从而由功率控制器对各个发射天线的发射功率进行分别控制；
RFID无线读写电路与RFID电子标签无线通信，用于读取RFID电子标签内存储的待充电负载的充电信息；
电源适配器分别为RFID无线读写电路、功率控制模块以及无线充电发射电路供电；
接收天线用于接收发射天线产生的近场辐射，并与发射天线耦合产生射频信号。
2.根据权利要求1所述的多负载自适应无线充电系统，其特征在于：RFID电子标签内存储的待充电负载的充电信息包括充电电压、充电电流、充电功率以及充电曲线。
3.根据权利要求1所述的多负载自适应无线充电系统，其特征在于：接收端设备还包括一个电量监测器；电量检测器包括检测控制器、电压传感器和显示器；检测控制器分别与电压传感器和显示器相连。
4.根据权利要求1所述的多负载自适应无线充电系统的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，由RFID无线读写电路通过电磁耦合实时检测待充电负载上的RFID电子标签，读取RFID电子标签存储的充电信息；
步骤2，RFID无线读写电路将读取到的充电信息发送至功率控制模块的功率控制器；
步骤3，功率控制器根据接收的充电信息依次经过功率控制电路、无线充电发射电路以及天线匹配电路控制发射天线的发射功率；
步骤4，接收天线接收发射天线产生的近场辐射，并转化为电能对待充电负载的电源充电端进行充电；
步骤5，充电完成后由功率控制器通过RFID无线读写电路将本次充电记录写入对应的待充电负载的RFID电子标签。
5.根据权利要求4所述的多负载自适应无线充电系统的充电方法，其特征在于，步骤5中的充电记录包括充电日期、充电时长、充电电压、充电电流、充电功率以及充电曲线。
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