CN110311439A - 一种基于无线能量传输系统的无线充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，包括发射端和接收端，所述发射端的作用是将直流能量高效率地转换为射频功率信号,以便接电路能够充分利用能量。发射端由全桥逆变电路、发射线圈与谐振电容、信号取样电路、编码取样电路和发射箱控制芯片组成，发射线圈与谐振电容影响发射电路与接收电路之间的能量传输效率；接收端是在接收到前级的能最后对其进行处理的模块，接收端对接收到的射频信号进行整流、滤波、降压以及稳压处理。该基于无线能量传输系统的无线充电方法，通过发射线圈与接收线圈同时工作处于谐振状态，达到传输效率最佳状态，实现了充电目标自动识别和输出过压保护的功能，又提高了功率密度，降低了硬件成本。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电设备技术领域，具体为一种基于无线能量传输系统的无线充电方法。
背景技术
无线电能传输又称无线电力传输，非接触电能传输，是指通过发射器将电能转换为其他形式的中继能量，隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转换为电能，实现无线电能传输。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，以解决现有的技术缺陷和不能达到的技术要求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，包括发射端和接收端，所述发射端的作用是将直流能量高效率地转换为射频功率信号,以便接电路能够充分利用能量，发射端由全桥逆变电路、发射线圈与谐振电容、信号取样电路、编码取样电路和发射箱控制芯片组成，发射线圈与谐振电容影响发射电路与接收电路之间的能量传输效率；接收端是在接收到前级的能最后对其进行处理的模块，接收端由接受线圈与谐振电容、整流电路、滤波电路、稳压控制电路、电压检测电路、接收端控制芯片和信号控制电路组成，接收端对接收到的射频信号进行整流、滤波、降压以及稳压处理,处理之后的直流电压方可供其他负载使用，在变换器的原副边分别串联补偿用的谐振电容，使变换器工作在谐振频率点附近，极大地提高了能量传输效率。
优选的，所述谐振电容参数变化与传能的影响：
影响能量传输效率的参数是线圈外半径。
优选的，所述线圈空间位置变化对耦合性能的影响：
水平方向上耦合线圈平行且两个线圈轴心位置为圆心时，互感最强，耦合程度较高。
优选的，所述系统初始化完成后发送端对接收端用户电子设备电池电量进行检测，当其检测到用户电子设备电量不足需要充电时，会主动向用户电子设备发出能量不足的信息，此时用户电子设备将会向发送端上报能量不足的请求信息，当发送端检测到由接收端发出的能量不足信息时，发送端开始初始化充电模块，以达到补充自身电能；当用户使用电子设备的电能充足时,用户电子设备内置电源管理软件则会向发送端发出电能饱和的“终止电力”信号,发送端停止能量的转换，从而达到环保节能。
优选的，所述无线能量传输系统在充电的过程中产生的电磁符合要求运行并不会对其环境中的任何设备产生电磁干扰；设备在正常运行过程中所产生的电磁在环境承受范围内，不会影响其他电子产品使用，该设备对环境中的电磁具有一定的抗扰度。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.发射线圈与接收线圈同时工作处于谐振状态，达到传输效率最佳状态；采用能量与信号一体化传输方式，既实现了充电目标自动识别和输出过压保护的功能，又提高了功率密度，降低了硬件成本。
2.该系统方便快捷、通用性好、低能耗和环保节能，可为电子设备及时地提供电能，能满足信息时代移动设备要求便捷充电的需求。
附图说明
图1为本发明一种基于无线能量传输系统的无线充电方法信息传输原理结构示意图；
图2为本发明一种基于无线能量传输系统的无线充电方法结构示意图。
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。
本发明提供一种技术方案：一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，包括发射端和接收端，所述发射端的作用是将直流能量高效率地转换为射频功率信号,以便接电路能够充分利用能量，发射端由全桥逆变电路、发射线圈与谐振电容、信号取样电路、编码取样电路和发射箱控制芯片组成，发射线圈与谐振电容影响发射电路与接收电路之间的能量传输效率；接收端是在接收到前级的能最后对其进行处理的模块，接收端由接受线圈与谐振电容、整流电路、滤波电路、稳压控制电路、电压检测电路、接收端控制芯片和信号控制电路组成，接收端对接收到的射频信号进行整流、滤波、降压以及稳压处理,处理之后的直流电压方可供其他负载使用，在变换器的原副边分别串联补偿用的谐振电容，使变换器工作在谐振频率点附近，极大地提高了能量传输效率。
谐振电容参数变化与传能的影响：
影响能量传输效率的参数是线圈外半径。
线圈空间位置变化对耦合性能的影响：
水平方向上耦合线圈平行且两个线圈轴心位置为圆心时，互感最强，耦合程度较高。
系统初始化完成后发送端对接收端用户电子设备电池电量进行检测，当其检测到用户电子设备电量不足需要充电时，会主动向用户电子设备发出能量不足的信息，此时用户电子设备将会向发送端上报能量不足的请求信息，当发送端检测到由接收端发出的能量不足信息时，发送端开始初始化充电模块，以达到补充自身电能；当用户使用电子设备的电能充足时,用户电子设备内置电源管理软件则会向发送端发出电能饱和的“终止电力”信号,发送端停止能量的转换，从而达到环保节能。
无线能量传输系统在充电的过程中产生的电磁符合要求运行并不会对其环境中的任何设备产生电磁干扰；设备在正常运行过程中所产生的电磁在环境承受范围内，不会影响其他电子产品使用，该设备对环境中的电磁具有一定的抗扰度。
本发明一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，发射端供电控制芯片每秒发出4次短暂脉宽调制信号至全桥逆变模块，发射线圈发送载波到接收线圈上，再由接收端控制芯片控制信号调制电路来进行信号反馈，接收端的反馈信号经过发射端的信号取样电路和编码解析电路后，由发射端控制芯片读取编码，当读取到正确的编码时，说明检测到充电目标，从而发射端谐振电路发射出连续电磁波能量进行送电。若发射板上不放置充电物体，则发射端接收不到反馈信号，发射端控制芯片不输出全桥逆变器的驱动信号，使得发射端处于待机状态。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，包括发射端和接收端，其特征在于：所述发射端的作用是将直流能量高效率地转换为射频功率信号,以便接电路能够充分利用能量，发射端由全桥逆变电路、发射线圈与谐振电容、信号取样电路、编码取样电路和发射箱控制芯片组成，发射线圈与谐振电容影响发射电路与接收电路之间的能量传输效率；接收端是在接收到前级的能最后对其进行处理的模块，接收端由接受线圈与谐振电容、整流电路、滤波电路、稳压控制电路、电压检测电路、接收端控制芯片和信号控制电路组成，接收端对接收到的射频信号进行整流、滤波、降压以及稳压处理,处理之后的直流电压方可供其他负载使用，在变换器的原副边分别串联补偿用的谐振电容，使变换器工作在谐振频率点附近，极大地提高了能量传输效率。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，其特征在于：所述谐振电容参数变化与传能的影响：
影响能量传输效率的参数是线圈外半径。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，其特征在于：所述线圈空间位置变化对耦合性能的影响：
水平方向上耦合线圈平行且两个线圈轴心位置为圆心时，互感最强，耦合程度较高。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，其特征在于：所述系统初始化完成后发送端对接收端用户电子设备电池电量进行检测，当其检测到用户电子设备电量不足需要充电时，会主动向用户电子设备发出能量不足的信息，此时用户电子设备将会向发送端上报能量不足的请求信息，当发送端检测到由接收端发出的能量不足信息时，发送端开始初始化充电模块，以达到补充自身电能；当用户使用电子设备的电能充足时,用户电子设备内置电源管理软件则会向发送端发出电能饱和的“终止电力”信号,发送端停止能量的转换，从而达到环保节能。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输系统的无线充电方法，其特征在于：所述无线能量传输系统在充电的过程中产生的电磁符合要求运行并不会对其环境中的任何设备产生电磁干扰；设备在正常运行过程中所产生的电磁在环境承受范围内，不会影响其他电子产品使用，该设备对环境中的电磁具有一定的抗扰度。
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