CN110289702A - 无线供电装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线供电装置及其控制方法。其中无线供电装置的控制方法包括：驱动无线供电装置的电磁谐振电路发送探测信号；在探测信号发射后的设定时间范围内获取无线供电装置的反馈感测电路感测到的感测信号，并提取感测信号的信号特征，信号特征包括感测信号的峰值数量以及峰值之间的时间间隔；判断信号特征与预先设定的无线受电装置反馈信号的特征是否一致，反馈信号的特征根据无线受电装置响应于探测信号发出反馈信号进行设置；若是，驱动电磁谐振电路发送磁场能量信号，以输出电能。本发明的方案，识别过程简单高效，抗干扰能力大大提高，识别效率和准确程度也有大幅提升。

Description

无线供电装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及无线供电技术，特别是涉及一种无线供电装置及其控制方法。

背景技术

无线供电技术是基于“电磁感应”原理，将电能近距离无接触地传输给用电负载，常用于便携式电子装置(如移动终端、数字相机、音乐播放器、随身电源等)的无线充电。无线供电系统分为供电端和受电端，供电端和受电端之间无需物理连接。供电端利用电能转换装置转换出高频交流电。高频交流电产生变化的磁场，通过空气等介质将能量发射出去；受电端放置于发射端的磁场中，感应磁场信号形成电流，然后通过电能转换装置转换成用电负载所需要的电能。

无线供电系统使用磁场作为能量传输方式，磁场能量容易被周围的导体物品吸收，因涡流效应而消耗成无益的热能，一方面造成了电能的浪费，另一方面产生的热量也存在安全隐患。因此现有无线供电系统的供电端需要在传输能量之前对受电端进行识别，在确定受电端后开始能量传输。

然而现有的受电端识别技术有些通过单一信号进行识别，容易受到干扰信号的影响，识别准确度较差，可靠性低；另一些则需要受电端和供电端进行复杂的信号交互，过程复杂、识别效率低。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种至少部分解决上述任一方面问题的无线供电装置及其控制方法。

本发明一个进一步的目的是要提供一种简单、高效、抗干扰能力强的无线供电装置及其控制方法。

本发明另一个进一步的目的是要提高无线供电装置的安全性、可靠性，延长其使用寿命。

特别地，本发明提供了一种无线供电装置的控制方法，包括：驱动无线供电装置的电磁谐振电路发送探测信号；在探测信号发射后的设定时间范围内获取无线供电装置的反馈信号处理电路感测到的感测信号，并提取感测信号的信号特征，信号特征包括感测信号的峰值数量以及峰值之间的时间间隔；判断信号特征与预先设定的无线受电装置反馈信号的特征是否一致，反馈信号的特征根据无线受电装置响应于探测信号发出反馈信号进行设置；若是，驱动电磁谐振电路发送磁场能量信号，以输出电能。

可选地，无线受电装置配置成在感测到探测信号后的设定时间范围内向无线供电装置发送具有两个峰值的反馈信号，并且不同种类的无线受电装置的反馈信号的两个峰值的时间间隔设置为不同；并且

判断信号特征与预先设定的无线受电装置反馈信号的特征是否一致的步骤包括：判断感测信号的峰值数量是否为两个；若是，将感测信号的峰值之间的时间间隔分别与不同类型的无线受电装置的反馈信号的峰值间隔进行比对；若比对得出存在其反馈信号的峰值间隔与感测信号的峰值之间的时间间隔一致的无线受电装置，则确定信号特征与无线受电装置反馈信号的特征一致。

可选地，驱动电磁谐振电路发送磁场能量信号的步骤包括：根据感测信号的峰值之间的时间间隔识别出无线受电装置的种类；按照与无线受电装置的种类对应的信号发射参数输出磁场能量信号。

可选地，驱动电磁谐振电路发送磁场能量信号的步骤还包括：驱动电磁谐振电路按照预设的周期发送磁场能量信号，周期包括：信号发射阶段以及发射间隔阶段；在信号发射阶段，驱动电磁谐振电路持续发送磁场能量信号；在发射间隔阶段内，暂停发送磁场能量信号，并获取反馈信号处理电路感测到的衰减信号；根据衰减信号判断是否出现衰减异常，若是，则中断发送磁场能量信号。

可选地，根据衰减信号判断是否出现衰减异常的步骤包括：从衰减信号中提取出设定的衰减区段，衰减区段为衰减信号从预设的第一震荡幅值到预设的第二震荡幅值的区段；对衰减区段内的获取到的振荡幅值进行累加，得到累加幅值；将累加幅值与当前发射间隔阶段前的磁场能量信号的谐振频率进行综合计算，得到衰减评估值；判断衰减评估值是否小于预设的衰减阈值，若是，确定出现衰减异常。

可选地，第一震荡幅值为当前发射间隔阶段前的磁场能量信号的幅值，第二震荡幅值为第一震荡幅值与预设比例的乘积，其中预设比例的取值范围为40％至70％，并且

在中断发送磁场能量信号的步骤之后还包括：在设定的中断时间后，重新驱动电磁谐振电路发送探测信号。

可选地，驱动电磁谐振电路发送磁场能量信号的步骤之后还包括：获取反馈信号处理电路感测到的受电状态信号，受电状态信号由无线受电装置根据受电电压以及受电电流调制生成；从受电状态信号解析受电电压以及受电电流；根据受电电压以及受电电流调整电磁谐振电路的谐振频率，以调整磁场能量信号的传送功率。

可选地，根据受电电压以及受电电流调整电磁谐振电路的谐振频率的步骤包括：根据受电电压评估无线受电装置的负载状态；在负载状态为过载的情况下，根据受电电流的大小降低电磁谐振电路的谐振频率，以提高磁场能量信号的传送功率；在负载状态为欠载的情况下，根据受电电流的大小提高电磁谐振电路的谐振频率，以降低磁场能量信号的传送功率。

可选地，从受电状态信号解析受电电压以及受电电流的步骤包括：判断受电状态信号是否能够解析出有效数据。

在能够解析出有效数据的情况下，解析得到受电电压以及受电电流；在无法解析出有效数据的情况下，判断受电状态信号是否包含数据特征；在受电状态信号包含数据特征的情况下，降低电磁谐振电路的谐振频率，以提高磁场能量信号的传送功率；在受电状态信号不包含数据特征的情况下，认定能量传输失败，并对能量传输失败的次数进行累加，在累加次数超出预设阈值时，中断发送磁场能量信号。

本发明还提供了一种无线供电装置，其包括：电磁谐振电路，配置成将交流电信号转换成磁场信号；反馈信号处理电路，配置成感测电磁谐振电路接收到的信号；以及供电控制器，包括存储器以及处理器，存储器内存储有供电控制程序，供电控制程序被处理器执行时用于实现上述任一种控制方法。

本发明的无线供电装置及其控制方法，在进行无线供电前，首先发送探测信号，通过其后接收到的感测信号的信号特征来识别无线受电装置。其中，具体的识别手段为在探测信号发射后的设定时间范围内获取反馈信号处理电路感测到的感测信号，通过比对感测信号的信号特征与预先设定的无线受电装置反馈信号的特征，来确定无线受电装置是否接收到探测信号，并正确响应。本发明的识别手段无需增加额外的通信硬件部件，识别过程简单高效，能够有效地识别无线受电装置。

进一步地，本发明的无线供电装置及其控制方法，通过反馈信号中的峰值之间的时间间隔来确定无线受电装置，还可以进一步识别出无线受电装置的类型，相比于现有的识别过程，抗干扰能力大大提高，识别效率和准确程度也有大幅提升。

更进一步地，本发明的无线供电装置及其控制方法，在发送磁场能量信号的间隔期间，通过检测衰减信号中设定的衰减区段的衰减情况，判断出磁场内是否出现异物，提高了安全性。

更进一步地，本发明的无线供电装置及其控制方法，还改进了获取无线受电装置供电状态的通信流程，可以及时了解无线受电装置的受电电压以及受电电流，有针对性地通过调整电磁谐振电路的谐振频率调整磁场能量信号的传送功率，满足了无线受电装置的负载要求，提高了供电效率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的无线供电装置的电路示意图；

图2是与图1所示的无线供电装置配合使用的无线受电装置的电路示意图；

图3是根据本发明一个实施例的无线供电装置中供电控制器的示意框图；

图4是根据本发明一个实施例的无线受电装置中受电控制器的示意框图；

图5是根据本发明一个实施例的无线供电装置的控制方法的示意图；

图6是根据本发明一个实施例的无线供电装置的控制方法中感测信号的波形示意图；

图7是根据本发明一个实施例的无线供电装置的控制方法中在发射间隔阶段内衰减信号的波形示意图；

图8是根据本发明一个实施例的无线供电装置的控制方法中检测衰减的流程示意图；

图9是根据本发明一个实施例的无线供电装置的控制方法中数据信号在传输过程中的波形示意图；

图10是根据本发明一个实施例的无线供电装置的控制方法中调节供电功率的流程示意图；以及

图11是与本实施例的无线供电装置100的控制方法配合的受电控制方法的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的无线供电装置100的电路示意图。图2是与图1所示的无线供电装置100配合使用的无线受电装置200的电路示意图。本实施例的无线供电装置100一般性地可以包括：电源输入接口110、供电电压测量电路101、线性降压电路102、供电控制器103、模数转换电路104、功率管驱动电路105、供电驱动电路106、电磁谐振电路107、线圈电压检测降压电路108、反馈信号处理电路109，其工作原理为：外部电源(例如交流220的工频电源)从电源输入接口110供入，供电电压测量电路101用于通过分压检测电源电压；线性降压电路102对电源信号进行线性降压，供电控制器103向功率管驱动电路105提供驱动信号，功率管驱动电路105驱动供电驱动电路106形成高频交流信号，电磁谐振电路107利用高频交流信号形成谐振从而转换出磁场信号。电磁谐振电路107产生的谐振信号经过线圈电压检测降压电路108降压滤波后，通过模数转换电路104转换成数字信号，从而为供电控制器103提供反馈，形成闭环控制回路。

无线受电装置200可以包括：受电谐振电路201、信号发送电路202、受电端电压测量电路203、线性降压电路204、断路保护电路205、受电控制器206、稳压电路207、整流桥电路208、电源输出接口209。受电谐振电路201通过电磁感应获得受电电能，电信号经过整流桥电路208的整流后，一方面可以为无线受电装置200自身提供电源(例如向受电控制器206供电)，另一方面还可以通过电源输出接口209向外部负载提供电能。断路保护电路205用于提供保护(例如在短路或者超压时断开电路)，稳压电路207保证输出电压稳定。受电端电压测量电路203用于测量受电电压，此外无线受电装置200还可以在线路中串接电流检测装置(图中未示出)，用于测量受电电流。受电控制器206可以根据受电状态以及其他工作状态，利用信号发送电路202通过受电谐振电路201提供调制信号，以向无线供电装置100反馈上述状态。

无线受电装置200反馈的调制信号经反馈信号处理电路109的处理(例如进行滤波、放大等)，通过模数转换电路104转换成数字信号，为供电控制器103提供无线受电装置200的反馈回复。

本实施例主要对供电控制器103和受电控制器206的控制逻辑，以及无线供电装置100与无线受电装置200的交互过程进行了改进，相比于通过额外设置通信模块的无线供电系统，节省了额外设置的蓝牙或红外传输模块。上述电路的具体部件以及连接关系为本领域技术人员根据上述功能描述可以明确得出，在此不做赘述。

图3是根据本发明一个实施例的无线供电装置100中供电控制器103的示意框图。图4是根据本发明一个实施例的无线受电装置200中受电控制器206的示意框图。无线供电装置100的供电控制器103可以包括存储器120以及处理器111，存储器120内存储有供电控制程序121，供电控制程序121被处理器111执行时用于实现本实施例的无线供电装置100的控制方法。

无线受电装置200的受电控制器206可以包括存储器220以及处理器211，存储器220内存储有受电控制程序221，受电控制程序221被所述处理器211执行时用于实现与本实施例的无线供电装置100的控制方法配合的受电控制方法。

图5是根据本发明一个实施例的无线供电装置100的控制方法的示意图。该无线供电装置100的控制方法包括：

步骤S502，驱动无线供电装置100的电磁谐振电路107发送探测信号，该步骤可以在无线供电装置100完成初始化后首次进行，并在没有识别出无线受电装置200的情况下，周期性地重复执行。例如无线供电装置100在处于待机状态下，每隔0.25秒(具体间隔时间可以设置，0.25秒仅为例举)驱动电磁谐振电路107发射一次探测信号。该探测信号用于向无线受电装置200提供识别指示，还可以向无线受电装置200提供在待机状态下回复反馈信号的能量。因此探测信号既要求能够提供一定的能量，又要求尽量避免能量浪费，例如探测信号可以设置为信号频率140khz，发射时长5ms，具体的信号频率和发射时间也可以根据需要在上述例举数值的一定范围内进行调整。

无线供电装置100在发送探测信号后，如果匹配的无线受电装置200接收到探测信号，可以利用探测信号的能量向受电控制器206供电。受电控制器206启动后利用信号发送电路202通过受电谐振电路201发送反馈信号，上述反馈信号的形式为与无线供电装置100预先约定的形式，例如上述反馈信号可以为两个或多个脉冲，首个脉冲距离探测信号发送完毕的间隔时间，以及脉冲之间的间隔时间均按约定设置。也即无线受电装置200可以配置成在感测到探测信号后的设定时间范围内向无线供电装置100发送具有两个峰值或多个峰值的反馈信号。

步骤S504，在探测信号发射后的设定时间范围内获取无线供电装置100的反馈信号处理电路109感测到的感测信号，并提取感测信号的信号特征，信号特征包括感测信号的峰值数量以及峰值之间的时间间隔。

无线受电装置200的反馈信号经过受电谐振电路201以及电磁谐振电路107的耦合，被无线供电装置100接收的信号可能出现变形，而且由于无线供电装置100与无线受电装置200之间距离变化，反馈信号的幅值也会产生变化，因此本实施例中，利用峰值数量以及峰值之间的时间间隔作为信号特征，因为峰值数量以及时间间隔并不会因距离或者干扰产生变化。图6是根据本发明一个实施例的无线供电装置100的控制方法中感测信号的波形示意图，其中L1为受电控制器206提供的反馈信号，L2为反馈信号处理电路109感测到的感测信号，其中L2的两个峰值对应于无线受电装置200反馈的脉冲信号。t1反映了探测信号到首个峰值之间的时间间隔，而t2反映了两个峰值之间的时间间隔。步骤S504仅仅对在探测信号发射后的设定时间范围内的信号进行识别处理，也可以避免其他时段的产生干扰波。

在具体实施时，可以选择使用两个峰值或者三个峰值或者更多峰值，但为了进一步提高效率，本实施例优选采用两个峰值的反馈信号，经过实际测试，两个峰值能够满足特征比对的要求。不同种类的无线受电装置200的反馈信号的两个峰值的时间间隔可以设置为不同，另外不同种类的无线受电装置200的反馈信号的两个峰值个数也可以为不同。

步骤S506，判断信号特征与预先设定的无线受电装置200反馈信号的特征是否一致，在反馈信号约定为具有两个峰值的情况下，可以首先判断探测信号发射后的设定时间范围内接收到的感测信号的峰值数量是否为两个；若是，将感测信号的峰值之间的时间间隔分别与不同类型的无线受电装置200的反馈信号的峰值间隔进行比对；若比对得出存在其反馈信号的峰值间隔与感测信号的峰值之间的时间间隔一致的无线受电装置200，则确定信号特征与无线受电装置200反馈信号的特征一致。

例如确定发射探测信号后的2.5ms到3ms之间确定接收到首个峰值，并且两个峰值之间间隔为1.5ms的可以确定为是第一类无线受电装置，两个峰值之间间隔为2ms的可以确定为是第二类无线受电装置，以此类推，各类无线受电装置200间距不同。因此在不同种类的无线受电装置200的反馈信号的两个峰值的时间间隔设置为不同的情况下，还可以根据感测信号的峰值之间的时间间隔识别出无线受电装置200的种类；按照与无线受电装置200的种类对应的信号发射参数输出磁场能量信号。

步骤S508，在确定信号特征与预先设定的无线受电装置200的反馈信号的特征一致的情况下，驱动电磁谐振电路107发送磁场能量信号，以输出电能。

上述不同种类的无线受电装置200由于负载所需的功耗存在区别，因此无线供电装置100可以为不同种类的无线受电装置200预置不同的初始信号发射参数(包括初始谐振频率、供电周期等)。驱动电磁谐振电路107发送的磁场能量信号可以按照与无线受电装置200的种类对应的信号发射参数进行输出，从而满足不同种类的无线受电装置200的受电要求。

考虑到发送磁场能量信号输出电能的过程中，可能出现导体物品等杂物进入磁场范围可能导致能量损耗以及安全性问题，本实施例的无线供电装置100的控制方法还改进了异物检测流程。

在驱动电磁谐振电路107发送磁场能量信号输出电能的过程可以驱动电磁谐振电路107按照预设的周期发送磁场能量信号，该周期可以包括信号发射阶段以及发射间隔阶段。

在信号发射阶段，驱动电磁谐振电路107持续发送磁场能量信号。

在发射间隔阶段内，暂停发送磁场能量信号，并获取反馈信号处理电路109感测到的衰减信号；根据衰减信号判断是否出现衰减异常，若是，则中断发送磁场能量信号。

其中判断根据衰减信号判断是否出现衰减异常具体可以包括：从衰减信号中提取出设定的衰减区段，衰减区段为衰减信号从预设的第一震荡幅值到预设的第二震荡幅值的区段；对衰减区段内的获取到的振荡幅值进行累加，得到累加幅值；将累加幅值与当前发射间隔阶段前的磁场能量信号的谐振频率进行综合计算，得到衰减评估值；判断衰减评估值是否小于预设的衰减阈值，若是，确定出现衰减异常。

第一震荡幅值为当前发射间隔阶段前的磁场能量信号的幅值，第二震荡幅值为第一震荡幅值与预设比例的乘积，其中预设比例的取值范围为40％至70％，并且在中断发送磁场能量信号的步骤之后还包括：在设定的中断时间后，重新驱动无线供电装置100的电磁谐振电路107发送探测信号。为了提高检测效率，本实施例的方法中设置了衰减区段，经过大量测试将幅值衰减至40％至70％(优选为50％至70％，例如50％、55％、65％、70％等)的时间段作为衰减区段(该区段能够更明显地体现衰减特性)，避免了对整个衰减区段进行检测影响检测效率。

图7是根据本发明一个实施例的无线供电装置100的控制方法中在发射间隔阶段内衰减信号的波形示意图。其中L3表示磁场能量信号，其主要示出了发射间隔阶段，L4示出了在没有异物干扰状态下的衰减信号，L5为出现异物干扰状态下的衰减信号。其可以看出出现金属异物的情况下，衰减加速明显。

图8是根据本发明一个实施例的无线供电装置100的控制方法中检测衰减的流程示意图。该检测流程包括：

步骤S802，在信号发射阶段，驱动电磁谐振电路107持续发送磁场能量信号。

步骤S804，到达发射间隔阶段后，暂停发送磁场能量信号。

步骤S806，定时采集震荡幅值(采集周期可以选择20us)，并将采集值存入寄存器。

步骤S808，判断衰减区段是否结束，也即判断震荡幅值是否小于或等于第二震荡幅值(衰减前幅值的40％至70％)；

步骤S810，衰减区段结束后，也即震荡幅值已经衰减至设定比例后，累加寄存器中的幅值数据，得到累加幅值。

步骤S812，将累加幅值与当前发射间隔阶段前的磁场能量信号的谐振频率进行综合计算，得到衰减评估值；其中累加幅值反映了信号大小结合谐振频率可以确定衰减区段内的能量衰减程度。

步骤S814，通过判断衰减评估值是否小于预设的衰减阈值，来确定异物是否影响能量传输。其中衰减阈值可以通过预先测试确定，其可以反映异物的大小以及消耗的能量大小。

步骤S816，如果确定异物影响能量传输，则在设定的中断时间(例如设置为30s)后，重新发送探测信号，也即重新执行步骤S502。

上述流程通过在某一特定衰减区段进行检测，无需检测和等待整个衰减过程结束。上述衰减区段是发明人创造性地设置，该衰减区段内可以准确地表征金属异物的大小及其对无线供电装置100的影响，大大提升了检测效率。

本实施例的控制方法，在驱动电磁谐振电路107发送磁场能量信号的步骤之后还可以包括：获取无线供电装置100的反馈信号处理电路109感测到的受电状态信号，受电状态信号由无线受电装置200根据受电电压以及受电电流调制生成；从受电状态信号解析受电电压以及受电电流；根据受电电压以及受电电流调整电磁谐振电路107的谐振频率，以调整磁场能量信号的传送功率。并且本实施例的控制方法还对无线受电装置200的数据传输过程进行了优化，以满足受电电压以及受电电流的传输要求。

在无线受电装置200在接收电能的过程中，可以间隔采集受电电压以及受电电流，转换为二进制码，通过信号发送电路202将转换后的二进制码以脉冲方式耦合到受电谐振电路201，反馈到电磁谐振电路107，经过线圈电压检测降压电路108降压滤波后，通过模数转换电路104转换成数字信号，提供给供电控制器103。

受电控制器206根据相邻两个信号的时间差来区分数据0和1。受电控制器206将要发送的数据转换成二进制码，首先发送数据帧头固定1.5ms，然后把二进制数据从高位到低位以此发送，二进制0延时1ms，二进制1延时2ms。8位数据发送完毕后，发送功能位，代表这8位数据代表受电电压或者受电电流，例如规定功能位为0表示电压，功能位为1表示电流。最后发送固定1.5ms的帧停止位。上述具体的延时均为举例数值，在具体实施过程中，可以根据情况进行调整。

图9是根据本发明一个实施例的无线供电装置100的控制方法中数据信号在传输过程中的波形示意图。在图中L6表示受电控制器206的数据信号；L7表示受电谐振电路201输出的调制信号；L8表示电磁谐振电路107感测到的调制信号；L9表示线圈电压检测降压电路108解调出的信号，其中坐标X轴表示时间，单位为ms，坐标Y轴表示信号幅值，单位为V；L10表示最终得到的还原信号。

在波形L10中，st为数据数据帧头，其间隔为1.5ms(举例数值)，b0～b7为数据项，其中间隔1ms(举例数值)代表0，间隔2ms(举例数值)代表1也即通过时间间隔表示0、1。b8为功能位，例如功能位为0表示电压，功能位为1表示电流。图9中示出的b0～b8解析出的数据为00001110。sp为帧停止位，其间隔为1.5ms(举例数值)。

根据无线供电系统的供电原理，无线供电的功率与无线供电装置100的供电电压以及谐振频率有关，供电电压影响着谐振信号的幅值。当供电电压不变时，降低电磁谐振电路107的谐振频率可有效提高供电功率，反之提高电磁谐振电路107的谐振频率可有效降低供电功率。无线供电装置100的输出功率可以由无线受电装置200反馈的受电电压自动调节。

具体调节供电功率的过程可以为：根据受电电压评估无线受电装置200的负载状态；在负载状态为过载的情况下，根据受电电流的大小降低电磁谐振电路107的谐振频率，以提高磁场能量信号的传送功率；在负载状态为欠载的情况下，根据受电电流的大小提高电磁谐振电路107的谐振频率，以降低磁场能量信号的传送功率。其中受电状态信号解析受电电压以及受电电流的步骤可以包括：判断受电状态信号是否能够解析出有效数据。在能够解析出有效数据的情况下，解析得到受电电压以及受电电流；在无法解析出有效数据的情况下，判断受电状态信号是否包含数据特征；在受电状态信号包含数据特征的情况下，降低电磁谐振电路107的谐振频率，以提高磁场能量信号的传送功率；在受电状态信号不包含数据特征的情况下，认定能量传输失败，并对能量传输失败的次数进行累加，在累加次数超出预设阈值时，中断发送磁场能量信号。

图10是根据本发明一个实施例的无线供电装置100的控制方法中调节供电功率的流程示意图。调节供电功率的过程可以包括：

步骤S1002，驱动电磁谐振电路107发送磁场能量信号；

步骤S1004，获取无线受电装置200反馈的受电状态信号；

步骤S1006，判断受电状态信号是否能够解析出有效数据；

步骤S1008，在能够解析出有效数据的情况下，解析得到受电电压以及受电电流；

步骤S1010，根据受电电压评估无线受电装置200的负载状态，其评估过程可以为判断无线供电装置100的供电电压是否大于受电电压，如果供电电压大于受电电压，则认为负载过载，输出功率不够，如果供电电压小于受电电压，则认为负载欠载，输出功率过高；

步骤S1012，在负载状态为过载的情况下，根据受电电流的大小降低电磁谐振电路107的谐振频率，以提高磁场能量信号的传送功率；谐振频率降低的幅度可以根据受电电流的大小进行计算，也即利用受电电流计算谐振频率的目标值，在具体调节过程中，可以采用阶梯式的调整，逐步使谐振频率靠近目标值。

步骤S1014，在负载状态为欠载的情况下，根据受电电流的大小提高电磁谐振电路107的谐振频率，以降低磁场能量信号的传送功率；谐振频率提高的幅度可以根据受电电流的大小进行计算，也即利用受电电流计算谐振频率的目标值，在具体调节过程中，可以采用阶梯式的调整，逐步使谐振频率靠近目标值。

步骤S1016，在无法解析出有效数据的情况下，判断受电状态信号是否包含数据特征，该数据特征可以指可以确定受电状态信号为无线受电装置200发送的符合规律的信号，但是由于不够清晰导致无法解析出有效数据；在受电状态信号包含数据特征的情况下，可能的原因是输出功率不够，导致无线受电装置200的反馈不够清晰，则降低电磁谐振电路107的谐振频率，以提高磁场能量信号的传送功率；

步骤S1018，在受电状态信号不包含数据特征的情况下，可认定能量传输失败或者无线受电装置200反馈失败，可对能量传输失败的次数进行累加，并重新获取受电状态信号。

步骤S1020，判断累加次数是否超出预设阈值。

步骤S1022，如果累加次数超出预设阈值，则在设定的中断时间(例如设置为30s)后，重新发送探测信号，也即重新执行步骤S502。

无线受电装置200与无线供电装置100配合使用，其受电控制程序221可以执行与本实施例的无线供电装置100的控制方法配合的受电控制方法。图11是与本实施例的无线供电装置100的控制方法配合的受电控制方法的示意图。无线受电装置200在受电过程中可以执行以下步骤：

步骤S1102，获取到探测信号，利用探测信号受电，初始化受电控制器206；

步骤S1104，按照预定形式发送响应于探测信号的反馈信号；

步骤S1106，检测无线供电装置100是否已稳定输出电能，可以通过受电端电压测量电路203的测量电压值来进行判断，如果无线供电装置没有稳定输出电能，则重复按照预定形式发送响应于探测信号的反馈信号；

步骤S1108，如果无线供电装置已稳定输出电能，也即确定电能可以满足供应负载的要求后，进入受电模式，开启断路保护电路205，稳压电路207开始工作；

步骤S1110，闭合负载开关，开始向负载供电；

步骤S1112，检测受电电压以及受电电流；

步骤S1114，判断受电电压是否异常，也即判断受电电压是否超出设定的受电电压阈值范围；

步骤S1116，如果受电电压异常，则中断向负载供电，等待无线供电装置100恢复正常状态；

步骤S1118，向无线供电装置提供受电状态信号，等待无线供电装置100调整输出功率。

通过上述无线受电装置200与无线供电装置100的配合，可以共同高效地完成无线供电过程。

本实施例的无线供电装置100及其控制方法，在进行无线供电前，首先发送探测信号，通过其后接收到的感测信号的信号特征来识别无线受电装置200。由于通过反馈信号中的峰值之间的时间间隔来确定无线受电装置200，大大提高了识别效率，还可以进一步识别出无线受电装置200的类型，相比于现有的识别过程，抗干扰能力大大提高，识别效率和准确程度也有大幅提升。

在发送磁场能量信号的间隔期间，通过检测衰减信号中设定的衰减区段的衰减情况，判断出磁场内是否出现异物，提高了安全性。

通过改进了获取无线受电装置200供电状态的通信流程，本实施例的无线供电装置100及其控制方法可以及时了解无线受电装置200的受电电压以及所述受电电流，有针对性地通过调整电磁谐振电路107的谐振频率调整磁场能量信号的传送功率，满足了无线受电装置200的负载要求，提高了供电效率。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种无线供电装置的控制方法，包括：

驱动所述无线供电装置的电磁谐振电路发送探测信号；

在所述探测信号发射后的设定时间范围内获取所述无线供电装置的反馈信号处理电路感测到的感测信号，并提取所述感测信号的信号特征，所述信号特征包括所述感测信号的峰值数量以及峰值之间的时间间隔；

判断所述信号特征与预先设定的无线受电装置反馈信号的特征是否一致，所述反馈信号的特征根据所述无线受电装置响应于所述探测信号发出反馈信号进行设置；

若是，驱动所述电磁谐振电路发送磁场能量信号，以输出电能。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述无线受电装置配置成在感测到所述探测信号后的所述设定时间范围内向所述无线供电装置发送具有两个峰值的所述反馈信号，并且不同种类的所述无线受电装置的所述反馈信号的两个所述峰值的时间间隔设置为不同；并且

所述判断所述信号特征与预先设定的所述无线受电装置反馈信号的特征是否一致的步骤包括：

判断所述感测信号的峰值数量是否为两个；

若是，将所述感测信号的峰值之间的时间间隔分别与不同类型的所述无线受电装置的反馈信号的峰值间隔进行比对；

若比对得出存在其反馈信号的峰值间隔与所述感测信号的峰值之间的时间间隔一致的所述无线受电装置，则确定所述信号特征与所述无线受电装置反馈信号的特征一致。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述驱动所述电磁谐振电路发送所述磁场能量信号的步骤包括：

根据所述感测信号的峰值之间的时间间隔识别出所述无线受电装置的种类；

按照与所述无线受电装置的种类对应的信号发射参数输出所述磁场能量信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述驱动所述电磁谐振电路发送所述磁场能量信号的步骤还包括：

驱动所述电磁谐振电路按照预设的周期发送所述磁场能量信号，所述周期包括：信号发射阶段以及发射间隔阶段；

在所述信号发射阶段，驱动所述电磁谐振电路持续发送所述磁场能量信号；

在所述发射间隔阶段内，暂停发送所述磁场能量信号，并获取所述反馈信号处理电路感测到的衰减信号；根据所述衰减信号判断是否出现衰减异常，若是，则中断发送所述磁场能量信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述根据所述衰减信号判断是否出现衰减异常的步骤包括：

从所述衰减信号中提取出设定的衰减区段，所述衰减区段为所述衰减信号从预设的第一震荡幅值到预设的第二震荡幅值的区段；

对所述衰减区段内的获取到的振荡幅值进行累加，得到累加幅值；

将所述累加幅值与当前所述发射间隔阶段前的所述磁场能量信号的谐振频率进行综合计算，得到衰减评估值；

判断所述衰减评估值是否小于预设的衰减阈值，若是，确定出现所述衰减异常。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，

所述第一震荡幅值为当前所述发射间隔阶段前的所述磁场能量信号的幅值，所述第二震荡幅值为所述第一震荡幅值与预设比例的乘积，其中所述预设比例的取值范围为40％至70％，并且

在中断发送所述磁场能量信号的步骤之后还包括：在设定的中断时间后，重新驱动所述电磁谐振电路发送探测信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述驱动所述电磁谐振电路发送所述磁场能量信号的步骤之后还包括：

获取所述反馈信号处理电路感测到的受电状态信号，所述受电状态信号由所述无线受电装置根据受电电压以及受电电流调制生成；

从所述受电状态信号解析所述受电电压以及所述受电电流；

根据所述受电电压以及所述受电电流调整所述电磁谐振电路的谐振频率，以调整所述磁场能量信号的传送功率。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述根据所述受电电压以及所述受电电流调整所述电磁谐振电路的谐振频率的步骤包括：

根据所述受电电压评估所述无线受电装置的负载状态；

在所述负载状态为过载的情况下，根据所述受电电流的大小降低所述电磁谐振电路的谐振频率，以提高所述磁场能量信号的传送功率；

在所述负载状态为欠载的情况下，根据所述受电电流的大小提高所述电磁谐振电路的谐振频率，以降低所述磁场能量信号的传送功率。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述从所述受电状态信号解析所述受电电压以及所述受电电流的步骤包括：

判断所述受电状态信号是否能够解析出有效数据；

在能够解析出所述有效数据的情况下，解析得到所述受电电压以及所述受电电流；

在无法解析出所述有效数据的情况下，判断所述受电状态信号是否包含数据特征；

在所述受电状态信号包含所述数据特征的情况下，降低所述电磁谐振电路的谐振频率，以提高所述磁场能量信号的传送功率；

在所述受电状态信号不包含所述数据特征的情况下，认定能量传输失败，并对能量传输失败的次数进行累加，在累加次数超出预设阈值时，中断发送所述磁场能量信号。

10.一种无线供电装置，包括：

电磁谐振电路，配置成将交流电信号转换成磁场信号；

反馈信号处理电路，配置成感测所述电磁谐振电路接收到的信号；以及

供电控制器，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有供电控制程序，所述供电控制程序被所述处理器执行时用于实现根据权利要求1-9中任一项所述的控制方法。