CN110808637A - 无线充电方法、装置、电路及计算机存储介质 - Google Patents

无线充电方法、装置、电路及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线充电方法，所述方法包括：当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。如此，通过检测当前输入电流和当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，一方面，通过提高输入电压的电压值从而降低输入电流，以降低线圈发热问题；另一方面，可以通过设定合理的调压幅度以及当前输入电流的阈值，在降低线圈发热的前提下，提高无线充电效率。

Description

无线充电方法、装置、电路及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电方法、装置、电路及计算机存储介质。
背景技术
无线充电技术，越来越多地应用在移动终端中。例如穿戴式智能设备已经广泛地应用无线充电技术，一些智能手机也应用无线充电技术进行充电。
目前，市场上大部分终端产品的无线充电在接收端功率不足5W，由于充电速率缓慢，用户体验较差，已经逐渐开始退出市场。无线充电联盟最新标准推出接收端功率大于5W，小于等于15W的中等功率无线充电，而中等功率无线充电不可避免的增加充电电流，在实际应用中必然会伴随着严重的发热问题，由于线圈升温迅速且温度异常高，不能实现长时间的无线充电。
因此，无线充电时的发热问题已经成为限制无线充电推广以及无线充电发展的一大阻碍。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种无线充电方法、装置、电路及计算机存储介质，能够解决无线充电的发热问题，进而延长无线充电时间。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种无线充电方法，所述方法包括：
当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；
确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
其中，所述确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，包括：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调高当前输入电压，并实时检测所述当前输入电流和所述当前输入电压的变化；
确定是否满足条件一或条件二；条件一，所述当前输入电流等于或者小于所述电流阈值，条件二，所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值；
若否，则以所述调压幅度进一步调高所述当前输入电压；
若是，停止调整所述当前输入电压。
其中，所述确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，还包括：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流小于或等于所述电流阈值；或者，
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值。
本发明实施例提供了一种无线充电装置，
所述无线充电装置用于当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
本发明实施例提供了一种无线充电装置，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器；
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例所述的无线充电方法。
本发明实施例提供了一种无线充电电路，包括本发明任一实施例所述的无线充电装置、与所述无线充电装置连接的直流调压电路和电流检测电路，所述无线充电装置通过控制所述直流调压电路输出所述目标输入电流。
其中，所述电路还包括电源模块、驱动电路、交流逆变电路、发射线圈以及通信模块，所述电源模块、所述直流调压电路、所述驱动电路、所述交流逆变电路以及所述发射线圈依次连接，所述无线充电装置均连接所述电源模块、所述驱动电路以及所述通信模块。
本发明实施例提供了一种无线充电电路，包括本发明任一实施例所述的无线充电装置、与所述无线充电装置连接的交流调压电路和电流检测电路，所述无线充电装置通过控制所述交流调压电路输出所述目标输入电流。
其中，所述电路还包括电源模块、驱动电路、交流逆变电路、发射线圈以及通信模块，所述电源模块、所述驱动电路、所述交流逆变电路、所述交流调压电路以及所述发射线圈依次连接，所述无线充电装置均连接所述所述电源模块、所述驱动电路以及所述通信模块。
本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所提供的无线充电方法。
本发明实施例提供的无线充电方法、装置、电路及计算机存储介质，当无线充电装置检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。如此，通过检测当前输入电流和当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，一方面，可以通过提高输入电压的电压值从而降低输入电流，以降低线圈发热问题；另一方面，可以通过设定合理的调压幅度以及当前输入电流的阈值，在降低线圈发热的前提下，提高无线充电效率；最终，保证在较高功率进行无线充电时，可以完成整个充电过程的无线快充，不受线圈发热的制约。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的无线充电方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的无线充电装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的无线充电电路的结构示意图；
图4为目前已知的无线充电系统的流程图；
图5为本发明一实施例提供的直流调压电路示意图；
图6为本发明另一实施例提供的无线充电电路的结构示意图；
图7为本发明又一实施例提供的无线充电电路的结构示意图；
图8为本发明另一实施例提供的无线充电电路的结构示意图；
图9为本发明一可选的具体实施例提供的无线充电电路工作过程示意图；
图10为本发明另一可选的具体实施例提供的无线充电电路工作过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明一实施例提供了一种无线充电方法，该方法步骤如下：
步骤101：当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；
这里，当检测到与负载设备连接时，可以是指无线充电装置检测有负载设备进行无线充电时，这里负载设备可以是支持无线充电的智能手机或穿戴式智能设备。
这里，无线充电装置检测到与负载设备连接时，可以检测负载设备支持的充电功率，从而产生与其充电功率对应的当前输入电压和当前输入电流，无线充电装置检测当前输入电流。
步骤102：确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；
这里，电流阈值可以是预先设置的，例如为ith。检测当前输入电流大于电流阈值ith时，以设置的调压幅度调整当前输入电压。
这里，所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件是指，当前的输入电流小于或等于电流阈值和当前的输入电压调整至额定电压Vmax中任一项先达到。
这里，调压幅度可以设定为以Δ电压值为每一次的调压幅度，如当前输入电压为V，当检测到当前输入电流大于ith时，该无线充电装置以设置的调压幅度Δ将当前输入电压抬高至一级电压值V1，V1＝V+Δ；此时当前输入电流降低；
进一步地，对当前输入电流值进行检测，若此时检测到当前输入电流小于等于电流阈值时，则认为发射线圈中电流合适，能够将线圈发热降低在一个能够接受的范围内。
可选地，对当前输入电流值进行检测，若此时检测到当前输入电流仍大于电流阈值时，该无线充电装置以设置的调压幅度Δ将当前输入电压抬高至二级电压值V2，V2＝V1+Δ；那么进入发射线圈的电流将进一步减小，再一次检测当前输入电流是否小于等于电流阈值，循环上述对当前输入电流检测、判断当前输入电流是否小于或等于电流阈值、以设置的调压幅度Δ调整当前输入电压过程，直到检测到进入发射线圈的电流小于等于ith或者电压已经抬升至额定的最大电压Vmax为止。
步骤103：确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
这里，确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流是指在检测到进入发射线圈的电流小于等于ith或者电压已经抬升至额定的最大电压Vmax时对应的当前输入电流为目标输入电流。
在本申请上述实施方式中，当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。如此，通过检测当前输入电流和当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，一方面，可以通过提高输入电压的电压值从而降低输入电流，以大幅度降低线圈发热问题；另一方面，可以通过设定合理的调压幅度以及当前输入电流的阈值，在降低线圈发热的前提下，提高无线充电效率；最终，保证在较高功率进行无线充电时，可以完成整个充电过程的无线快充，不受线圈发热的制约。
在一实施方式中，所述确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，包括：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调高当前输入电压，并实时检测所述当前输入电流和所述当前输入电压的变化；
确定是否满足条件一或条件二；条件一，所述当前输入电流等于或者小于所述电流阈值，条件二，所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值；
若否，则以所述调压幅度进一步调高所述当前输入电压；
若是，停止调整所述当前输入电压。
这里，电流阈值可以是预先设置的，例如为ith。检测当前输入电流大于电流阈值ith时，以设置的调压幅度调高当前输入电压，并实时检测所述当前输入电流和所述当前输入电压的变化；
这里，调压幅度可以设定为以Δ电压值为每一次的调压幅度，如当前输入电压为V，当检测到当前输入电流大于ith时，该无线充电装置以设置的调压幅度Δ将当前输入电压抬高至一级电压值V1，V1＝V+Δ，此时当前输入电压V1对应的电流为I1；
进一步地，对当前输入电流值I1进行检测，若此时检测到当前输入电流I1小于等于电流阈值ith时，则认为发射线圈中电流合适，能够将线圈发热降低在一个能够接受的范围内。
可选地，对当前输入电流值进行检测，若此时检测到当前输入电流仍大于电流阈值ith时，该无线充电装置以设置的调压幅度Δ将当前输入电压抬高至二级电压值V2，V2＝V1+Δ；那么进入发射线圈的电流将进一步减小，为I2，再一次检测当前输入电流I2是否小于等于电流阈值ith。
这里，电压阈值可以是预先设置的，例如为负载设备对应的充电功率下的额定最大电压Vmax。
在判断当前输入电流I大于电流阈值ith且当前输入电压V低于电压阈值Vmax时，则以所述调压幅度进一步调高所述当前输入电压；直至所述当前输入电流等于或者小于所述电流阈值或所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值时，停止调整所述当前输入电压。
在本申请上述实施方式中，确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调高当前输入电压，并实时检测所述当前输入电流和所述当前输入电压的变化，如此，在确保进入无线线圈的当前输入电压不高于额定电压的前提下，最大限度的降低进入无线线圈的当前输入电流，大幅度降低发射线圈发热问题。
在一实施方式中，所述确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，还包括：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流小于或等于所述电流阈值；或者，
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值。
这里，电流阈值可以是预先设置的，例如为ith。这里，调压幅度可以设定为以Δ电压值为每一次的调压幅度，如当前输入电压为V，当检测到当前输入电流大于ith时，该无线充电装置以设置的调压幅度Δ将当前输入电压抬高至一级电压值V1，V1＝V+Δ。
这里，确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流小于或等于所述电流阈值是指以设置的调压幅度Δ调整当前输入电压，直到检测到进入发射线圈的电流小于等于ith。
这里，确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值是指以设置的调压幅度Δ调整当前输入电压，直到检测到电压已经抬升至额定的最大电压Vmax且当前输入电流大于所述电流阈值ith。
在本申请上述实施方式中，确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流小于或等于所述电流阈值；或者，确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值。如此，在确保进入无线线圈的当前输入电压不高于额定电压的前提下，最大限度的降低进入无线线圈的当前输入电流，大幅度降低发射线圈发热问题。
在一实施方式中，还提供了一种无线充电装置，所述无线充电装置用于当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；
确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
如此，通过检测当前输入电流和当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，一方面，通过提高发射线圈的电压值从而降低线圈终端电流，大幅度降低发射线圈发热问题；另一方面，通过设定合理的调压幅度以及当前输入电流的阈值，可以大大提高无线充电效率；最终，保证在较高功率进行无线充电时，可以完成整个充电过程的无线快充，不受发射线圈发热的制约。
可选地，所述无线充电装置还用于确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调高当前输入电压，并实时检测所述当前输入电流和所述当前输入电压的变化；
确定是否满足条件一或条件二；条件一，所述当前输入电流等于或者小于所述电流阈值，条件二，所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值；
若否，则以所述调压幅度进一步调高所述当前输入电压；
若是，停止调整所述当前输入电压。
可选地，所述无线充电装置还用于确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流小于或等于所述电流阈值；或者，
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值。
在另一实施方式中，如图2所示，还提供了一种无线充电装置，包括：至少一个处理器210和用于存储能够在处理器210上运行的计算机程序的存储器211；其中，图2中示意的处理器210并非用于指代处理器的个数为一个，而是仅用于指代处理器相对其他器件的位置关系，在实际应用中，处理器的个数可以为一个或多个；同样，图2中示意的存储器211也是同样的含义，即仅用于指代存储器相对其他器件的位置关系，在实际应用中，存储器的个数可以为一个或多个。
其中，所述处理器210用于运行所述计算机程序时，执行如下步骤：
当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；
确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
在一个可选的实施例中，所述处理器210还用于运行所述计算机程序时，执行如下步骤：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调高当前输入电压，并实时检测所述当前输入电流和所述当前输入电压的变化；
确定所述当前输入电流和所述当前输入电压中之一是否满足条件一或条件二；条件一，所述当前输入电流等于或者小于所述电流阈值，条件二，所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值；
若否，则以所述调压幅度进一步调高所述当前输入电压；
若是，停止调整所述当前输入电压。
在一个可选的实施例中，所述处理器210还用于运行所述计算机程序时，执行如下步骤：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流小于或等于所述电流阈值；或者，
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值。
该WiFi发射功率控制装置还包括：至少一个网络接口212。发送端中的各个组件通过总线系统213耦合在一起。可理解，总线系统213用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统213除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图2中将各种总线都标为总线系统213。
其中，存储器211可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器211旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本发明实施例中的存储器211用于存储各种类型的数据以支持发送端的操作。这些数据的示例包括：用于在发送端上操作的任何计算机程序，如操作系统和应用程序。其中，操作系统包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序可以包含各种应用程序，用于实现各种应用业务。这里，实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序中。
本实施例还提供了一种计算机存储介质，例如包括存储有计算机程序的存储器211，上述计算机程序可由发送端中的处理器210执行，以完成前述方法所述步骤。计算机存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备，如智能手机、可穿戴智能设备等。一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程被处理器运行时，执行如下步骤：
当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；
确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
在一个可选的实施例中，所述计算机程序被处理器运行时，还执行如下步骤：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调高当前输入电压，并实时检测所述当前输入电流和所述当前输入电压的变化；
确定是否满足条件一或条件二；条件一，所述当前输入电流等于或者小于所述电流阈值，条件二，所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值；
若否，则以所述调压幅度进一步调高所述当前输入电压；
若是，停止调整所述当前输入电压。
在一个可选的实施例中，所述计算机程序被处理器运行时，还执行如下步骤：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流小于或等于所述电流阈值；或者，
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值。
请参阅图3，以一包括本发明前述实施例所提供的无线充电装置的无线充电电路为例，对本发明所提供的无线充电方法的实现进行进一步的说明。该无线充电电路应用于无线充电发射端，包括:无线充电装置21、与所述无线充电装置21连接的直流调压电路22和电流检测电路23，所述无线充电装置21通过控制所述直流调压电路22输出所述目标输入电流。
请结合参阅图4，是为目前一已知的无线充电系统的结构示意图。该无线充电系统包括无线充电发射端和无线充电接收端；其中，无线充电发射端可以包括电源模块、驱动电路、交流逆变电路、发射线圈、发射端控制电路以及通信模块。电源模块可以为充电器。其中，驱动电路与交流逆变电路相连，负责驱动交流逆变电路中一些开关管等元器件；交流逆变电路可以为半桥逆变电路或者全桥逆变电路。交流逆变电路可以用于将直流电转换为交流电。发射端控制电路可以用于控制交流逆变电路。无线充电接收端可以包括接收线圈、整流电路、电压调节模块、充电管理模块、负载设备、接收端控制电路以及通信模块。其中，接收线圈可以用于与发射线圈发生磁感应，发送和接收无线信号。整流电路可以用于将交流电转换为直流电，电压调节模块可以用于调整直流电压为负载设备允许输入的电压值；接收端控制电路与电压调节模块、充电管理模块及通信块相连，可以用于控制整流后电压的调节，充电管理模块的控制信号，与通信模块进行信息交互等；充电管理模块对负载设备的充电流程和路径进行管理；通信模块可以用于完成接收端控制电路与无线充电发射端之间的信息传输。然而当较高电流，如1A以上电流直接进入发射线圈，并耦合至接收线圈，则线圈上始终通过较大的充电电流，导致两端线圈发热异常严重。目前所有的无线充电产品都面临同样的问题。线圈发热严重问题会制约无线充电效率、充电时间，甚至阻碍无线快充的发展。
这里，无线充电装置检测到与负载设备连接时，可以检测负载设备支持的充电功率，从而产生与其充电功率对应的当前输入电压和当前输入电流。例如负载设备支持5W充电功率，最大输入电流为1A，发射线圈、接收线圈内阻均为r，适配器参数为5V/1A。
P＝U×I (1)
由公式(1)可得，电源模块输入功率P＝5W，初始的当前输入电压为5V，则初始的当前输入电流为1A。
这里，由公式(1)可得，电源模块输入功率P＝5W，而线圈中产生的热损耗由公式(2)可得P1＝I2×r＝r；
P＝I2×R (2)
若将进入发射端线圈的直流电压抬高至10V，由于适配器输入的功率一定(P一定)，由能量守恒和公式(1)可得此时进入线圈中的电流降至0.5A，此时发射线圈中产生的热损耗P2＝0.52×r＝0.25r。
因此，理论上调高电压后发射线圈的发热量仅为原来的25％，发射端和接收端线圈等电压电磁耦合后，接收端线圈流经的电流值也为原来的25％，从而无线充电过程中线圈的发热将得到大幅降低。
基于上述已知的方案存在的问题，本发明实施例所提供的无线充电电路，通过在无线充电发射端增加直流调压电路22和电流检测电路23，针对不同负载设备的充电功率需求，通过直流调压电路22逐步升高进入发射线圈的当前输入电压，电流检测电路23不断反馈发射线圈中的当前输入电流，确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。如此，大幅度降低发射线圈发热问题。
其中，直流调压电路22采用电路设计形式或直接采用直流升压芯片均容易实现，请参阅图5，这里以最常用的Boost型DC-DC电路为例，以简化电路进行原理性说明。
其中，Us为输入电压，Uo为输出电压，R表示系统负载，L为储能电感，D为续流二极管，C为滤波电容。当开关管T导通时，电流经Us→L→T→Us构成回路，将能量储存在电感L上；开关管T截止时，由于L上电流不能突变以及续流二极管D的作用，电流经Us→L→D→C、R→Us构成回路，此时输入电压Us和L上储存的能量叠加后给负载端供电，使得输出电压Uo得以升高。
随着开关管导通(Ton)/截止(Toff)的反复切换，负载端就可以获得源源不断的能量补充。只要导通、截止的频率足够高，通过大电感L和大电容C的滤波作用，负载端的电压纹波足够小，则输出Uo可以认为近似恒定。
稳态情况下，电感上一个周期的平均电压为零，即：
Us×Ton+(Us-Uo)×Toff＝0 (3)
Figure BDA0001754848700000131
令：
称d为占空比，且已知Ton+Toff＝1，则：
Figure BDA0001754848700000141
如此，选择合适的开关管占空比，就可以得到所需要的电压输出，如此实现了以设置的调压幅度调整当前输入电压。
进一步地，如图6所示，所述无线充电发射端还包括电源模块24、驱动电路25、交流逆变电路26、发射线圈27以及通信模块28，所述电源模块24、所述直流调压电路22、所述驱动电路25、所述交流逆变电路26以及所述发射线圈27依次连接，所述无线充电装置21均连接所述电源模块24、所述驱动电路25以及所述通信模块28。
这里，针对不同负载设备的充电功率需求，无线充电发射端的无线充电装置21可以主动调控直流调压电路22，通过电流检测电路23对进入发射线圈27的电流的检测和反馈，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
这里，无线充电装置21与直流调压电路22、电流检测电路23、驱动电路25以及通信模块28连接，主要负责控制直流调压电路22输出对应的当前输入电压，控制驱动电路25实现交流逆变，采集电流检测电路23的反馈信号并作出对应控制动作，与通信模块28进行信息交互和处理等；电流检测电路23可以对升压处理后的当前输入电流进行检测，并将检测值反馈给无线充电装置21；驱动电路25与交流逆变电路26相连，负责驱动交流逆变电路26中一些开关管等元器件；交流逆变电路26将直流电逆变成交流电。如此，实现以高压、低电流的方式在发射线圈和接收线圈之间传输能量，既保证了传输功率不变，又能大幅降低线圈的发热，解决无线充电线圈发热过高问题，确保在对负载进行高功率充电时不会因为线圈温度过高而退出无线快充。
请参阅图7，本申请另一实施例还提供一种无线充电电路，应用于无线充电发射端，包括:无线充电装置31、与所述无线充电装置31连接的交流调压电路32和电流检测电路33，所述无线充电装置31通过控制所述交流调压电路32输出所述目标输入电流。
这里，通过在无线充电发射端增加交流调压模块32和电流检测电路33，针对不同负载设备的充电功率需求，通过交流调压模块32逐步升高进入发射线圈的当前输入电压，电流检测电路33不断反馈发射线圈中的当前输入电流，确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。如此，大幅度降低发射线圈发热问题。
其中，交流调压电路32采用电路设计形式或直接采用交流升压芯片均容易实现，利用交流调压电路对交流电直接进行升压原理比较简单，这里以通过线圈间的电磁感应，将一种电压等级的交流电转换成同频率另一种电压等级的交流电为例。
设变压器一次、二次绕组上电压分别为u1N和u2N，当一次绕组加上交流电压u1N时，一次绕组内便产生交变电流，建立交变磁场，根据电磁感应原理，该交变磁场分别在一、二次绕组产生感应电动势e1和e2。
通过电动势方程等计算可以得到一个常用的比例关系式(7)，其中k为电压变比，N1和N2分别表示一次侧绕组匝数和二次侧绕组匝数，U1N和U2N分别表示一次绕组和二次绕组上的交流电压有效值。
Figure BDA0001754848700000151
由上式可以看出，通过调整变压器一次侧和二次侧的绕组匝数，就可以控制变比k，制成升压或降压变压器。在一实施方式中，只需要将交流调压电路的二次侧绕组匝数配置成一次侧绕组匝数的n倍，则进入无线充电发射线圈的交流电压有效值将被抬高至一次侧电压的n倍。如此，选择合适的倍数关系，就可以得到所需要的电压输出，如此实现了以设置的调压幅度调整当前输入电压。
进一步地，如图8所示，所述无线充电发射端还包括电源模块34、驱动电路35、交流逆变电路36、发射线圈37以及通信模块38，所述电源模块34、所述驱动电路35、所述交流逆变电路36、所述交流调压电路32以及所述发射线圈37依次连接，所述无线充电装置31均连接所述电源模块34、所述驱动电路35以及所述通信模块38。
这里，针对不同负载设备的充电功率需求，无线充电发射端的无线充电装置31可以主动调控交流调压电路32，通过电流检测电路33对进入发射线圈37的电流的检测和反馈，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
这里，无线充电装置31与直流调压电路32、电流检测电路33、驱动电路35以及通信模块38连接，主要负责控制交流调压电路32输出对应的当前输入电压，控制驱动电路35实现交流逆变，采集电流检测电路33的反馈信号并作出对应控制动作，与通信模块38进行信息交互和处理等；电流检测电路33可以对升压处理后的当前输入电流进行检测，并将检测值反馈给无线充电装置31；驱动电路35与交流逆变电路36相连，负责驱动交流逆变电路36中一些开关管等元器件；交流逆变电路36将直流电逆变成交流电。如此，实现以高压、低电流的方式在发射线圈和接收线圈之间传输能量，既保证了传输功率不变，又能大幅降低线圈的发热，解决无线充电线圈发热过高问题，确保在对负载进行高功率充电时不会因为线圈温度过高而退出无线快充。
下面通过一个可选的具体实施例对本发明实施例所提供的无线充电电路，如图4、6所示的无线充电电路的工作过程作进一步详细的说明，请结合参阅图9，其中，为采用直流调压电路22的无线充电过程流程图。该无线充电方法包括如下步骤：
S11：首先由无线充电发射端中无线充电装置21检测是否有负载设备需要进行无线充电；
S12：当检测到有负载设备需要进行无线充电时，发射端直流调压电路22将电压抬升至V1，电流检测电路23检测直流调压电路22的输出电流是否小于等于电流阈值Ith；
S13：若直流调压电路22的输出电流小于等于电流阈值Ith，则停止调整所述当前输入电压，确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流，经过交流逆变电路26后送入发射线圈27；
S14：接收线圈与发射线圈27进行电感耦合，接收端整流模块将耦合的高压交流电通过整流电路整流；
S15：通过接收端电压调节模块将高压直流电降压至负载需求的电压值Vadj；
S16：随后对负载设备进行充电，直至负载设备判断充电完成则无线充电流程结束；
S17：当流程S12中直流调压电路22的输出电流仍大于Ith，则直流调压电路22继续调高电压至V2，再判断输出电流是否小于等于Ith；若小于等于Ith，则返回流程S13继续执行，否则重复流程S17，直到直流升压模块输出电流小于等于Ith或升压已经达到额定最大电压值Vmax为止，返回流程S13继续执行。
在另一可选的具体实施方式中，对本发明实施例所提供的无线充电电路，如图4、8所示的无线充电电路的工作过程作进一步详细的说明，请结合参阅图10，其中，为采用交流调压电路32的无线充电过程流程图。该无线充电方法包括如下步骤：
S21：首先由无线充电发射端中无线充电装置31检测是否有负载设备需要进行无线充电；
S22：当检测到有负载设备需要进行无线充电时，发射端经过交流逆变电路36将直流电逆变成交流；
S23：再由交流调压电路32将交流电压峰值抬升至Vp1，电流检测电路33检测交流调压电路32的输出电流平均值是否小于等于电流阈值Ith_avg；若交流调压电路32的输出电流小于等于电流阈值Ith_avg，则停止调整所述当前输入电压，确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流，送入发射线圈37；
S24：接收线圈与发射线圈27进行电感耦合，接收端整流模块将耦合的高压交流电通过整流电路进行整流；
S25：通过接收端电压调节模块将高压直流电降压至负载需求的电压值Vadj；
S26：随后对负载设备进行充电，直至负载设备判断充电完成则无线充电流程结束；
S27：当流程S23中交流调压电路32的当前输入电流平均值仍大于阈值电流Ith_avg，则交流调压电路32继续调高交流电压峰值至Vp2，再判断当前输入电流均值是否小于等于阈值电流Ith_avg；若小于等于阈值电流Ith_avg，则返回流程S24继续执行，否则重复流程S27，直到交流调压电路32的当前输入电流平均值小于等于Ith_avg或调高后的电压已经达到额定最大峰值电压Vpmax为止，返回流程S24继续执行。
如此，通过检测当前输入电流和当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，一方面，可以通过提高输入电压的电压值从而降低输入电流，以降低线圈发热问题；另一方面，可以通过设定合理的调压幅度以及当前输入电流的阈值，在降低线圈发热的前提下，提高无线充电效率；最终，保证在较高功率进行无线充电时，可以完成整个充电过程的无线快充，不受线圈发热的制约。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线充电方法，应用于无线充电装置，其特征在于，所述方法包括：
当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；
确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
2.根据权利要求1所述的无线充电方法，其特征在于，所述确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，包括：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调高当前输入电压，并实时检测所述当前输入电流和所述当前输入电压的变化；
确定是否满足条件一或条件二；条件一，所述当前输入电流等于或者小于所述电流阈值，条件二，所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值；
若否，则以所述调压幅度进一步调高所述当前输入电压；
若是，停止调整所述当前输入电压。
3.根据权利要求1所述的无线充电方法，其特征在于，所述确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件，还包括：
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流小于或等于所述电流阈值；或者，
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电压等于电压阈值且所述当前输入电流大于所述电流阈值。
4.一种无线充电装置，其特征在于，
所述无线充电装置用于当检测到与负载设备连接时，检测初始的当前输入电流；
确定所述当前输入电流大于电流阈值时，以设置的调压幅度调整当前输入电压，直至所述当前输入电流和所述当前输入电压中其中之一满足对应的设置条件；
确定满足所述设置条件时对应的当前输入电流为目标输入电流。
5.一种无线充电装置，其特征在于，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器；
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，实现权利要求1至3任一项所述的无线充电方法。
6.一种无线充电电路，其特征在于，包括如权利要求4或5所述的无线充电装置、与所述无线充电装置连接的直流调压电路和电流检测电路，所述无线充电装置通过控制所述直流调压电路输出所述目标输入电流。
7.根据权利要求6所述的无线充电电路，其特征在于，所述电路还包括电源模块、驱动电路、交流逆变电路、发射线圈以及通信模块，所述电源模块、所述直流调压电路、所述驱动电路、所述交流逆变电路以及所述发射线圈依次连接，所述无线充电装置均连接所述电源模块、所述驱动电路以及所述通信模块。
8.一种无线充电电路，其特征在于，包括如权利要求4或5所述的无线充电装置、与所述无线充电装置连接的交流调压电路和电流检测电路，所述无线充电装置通过控制所述交流调压电路输出所述目标输入电流。
9.根据权利要求8所述的无线充电电路，其特征在于，所述电路还包括电源模块、驱动电路、交流逆变电路、发射线圈以及通信模块，所述电源模块、所述驱动电路、所述交流逆变电路、所述交流调压电路以及所述发射线圈依次连接，所述无线充电装置均连接所述电源模块、所述驱动电路以及所述通信模块。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述无线充电方法。
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