CN111740508A - 一种无线充电系统的控制方法及其系统 - Google Patents
一种无线充电系统的控制方法及其系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111740508A CN111740508A CN202010564792.0A CN202010564792A CN111740508A CN 111740508 A CN111740508 A CN 111740508A CN 202010564792 A CN202010564792 A CN 202010564792A CN 111740508 A CN111740508 A CN 111740508A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- wireless charging
- transmitting
- inverter
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 77
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 30
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 26
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提出一种无线充电系统的控制方法及无线充电系统，包括：无线发射步骤，用于通过一无线充电发射端将电网接入的交流电经整流滤波并经逆变器之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；无线接收步骤，用于通过一无线充电接收端的接收线圈利用磁耦合作用从发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并转换成直流电供给负载；频率追踪步骤，用于在无线充电发射端获取逆变器输出电压信号和电流信号的相位差并根据该相位差调节逆变器工作频率以追踪系统固有谐振频率进行无线充电控制。上述方案通过调节逆变器的工作频率，使其与无线充电系统固有谐振频率一致以实现频率追踪，提高了系统的传输效率和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电系统的控制方法及其系统。
背景技术
近年来，无线充电技术被越来越多的人熟知，其应用领域也在逐渐拓宽中。无线充电技术通过高频磁场耦合实现供电设备与用电设备的非接触电能传输，具有可靠性更高，安全性更好，更容易实现自动化控制等优点，目前已被广泛应用于巡检机器人、无人搬运车、扫地机器人、水下机器人及电动汽车等领域。
无线充电系统通过线圈耦合进行能量传输，但是，当线圈由于尺寸限制、系统工作在耦合系数较低的松耦合状态时，只有让逆变器工作频率和固有谐振频率一致，才能使系统的效率达到最大。另外，逆变器工作在系统固有频率时，谐振系统整体呈现为阻性，逆变器工作在软开关工作状态，这样会大大降低电路中的开关噪声，提高系统工作的可靠性。另外，在实际应用中，由于谐振电容和线圈本身存在的差异，或者无线充电接收端所接负载的变化，都会导致系统固有谐振频率发生偏移，此时需要及时调整逆变器工作频率去追踪系统固有谐振频率，使系统重新到达最佳的工作状态。
发明内容
为解决上述的技术问题，本发明提出了一种无线充电的控制方法及其实现系统，根据逆变器输出端电压电流的相位差调节逆变器的工作频率，使其与无线充电系统固有谐振频率一致，从而提高系统的传输效率和可靠性。
一方面，本发明公开了一种无线充电系统的控制方法，包括：
S100：无线发射步骤，用于通过一无线充电发射端将电网接入的交流电经整流滤波并经逆变器之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；
S200：无线接收步骤，用于通过一无线充电接收端的接收线圈利用磁耦合作用从所述发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并转换成直流电供给负载；
S300：频率追踪步骤，用于在无线充电发射端获取逆变器输出端的电压信号和电流信号的相位差并由一发射端MCU根据该相位差调节逆变器工作频率以追踪系统固有谐振频率进行无线充电控制。
进一步的，在上述方法中，所述无线发射步骤还包括：
调压步骤，用于将整流滤波步骤得到的直流电进行调压后发送至所述逆变器。
进一步的，在上述方法中，所述频率追踪步骤还包括：
S310：信号采样，用于采样所述逆变器输出端的电压信号、电流信号；
S320：波形整定，用于将采样的电压信号和电流信号经波形整定得到电压采样信号和电流采样信号，所述电压采样信号和电流采样信号的波形为方波。
S330：相位关系判断，用于比较所述电压采样信号和电流采样信号，并设定相位超前的为第一信号，相位滞后的设为第二信号；
S340：相位差检测，用于获取第一信号和第二信号的相位差；
S350：获取已设定的第一信号与第二信号的相位差参考阈值△；
S360：调节工作频率，用于根据所述相位差调节逆变器的工作频率以追踪系统固有谐振频率，直至第一信号与第二信号相位差小于△；第一信号与第二信号相位差小于△时，系统不调节。
进一步的，在上述方法中，所述相位差检测步骤S340采用中断触发计时的方式实现，其中，进一步包括：
S341：采集到第一信号电平信号发生跳变时，所述发射端MCU执行中断任务，开始计时；
S342：采集到第二信号电平信号发生跳变时，所述发射端MCU再次执行中断任务，停止计时；
S343：所述发射端MCU读取计时值，所述计时值对应第一信号与第二信号的相位差。
进一步的，由于所述发射端MCU输出的逆变控制信号与所述逆变器输出端的电压信号为相位相同的电信号，在上述方法中，所述信号采样步骤中，所述逆变器输出端的电压信号也可以采用发射端MCU输出的逆变控制信号。
另一方面，本发明公开了一种采用如上所述的控制方法的无线充电系统，包括：无线充电发射端，用于通过一无线充电发射端将电网接入的交流电经整流滤波、调压并经逆变器之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；无线充电接收端，用于通过一无线充电接收端的接收线圈利用磁耦合作用从所述发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并经整流滤波后转换成直流电供给负载；其中，所述无线充电发射端包括一频率追踪模块，所述频率追踪模块用于获取无线充电发射端逆变器输出端的电压信号和电流信号的相位差并由一发射端MCU根据该相位差调节逆变器工作频率以追踪系统固有谐振频率进行无线充电控制。
进一步的，在上述无线充电系统中，所述无线充电发射端进一步包括：
一发射端MCU；一发射端整流滤波电路，电性连接电网系统；一调压电路，电性连接所述发射端整流滤波电路；一逆变器，电性连接所述调压电路；一发射线圈，电性连接所述逆变器，并电磁耦接所述无线充电接收端的接收线圈；一开关管驱动电路，电性连接所述发射端MCU和所述调压电路；一逆变驱动电路，电性连接所述发射端MCU和所述逆变器；一电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路和电流采样电路均电性连接所述逆变器输出端和发射端MCU；一无线通信接收模块，电性连接所述发射端MCU，并无线连接所述无线充电接收端。
进一步的，在上述无线充电系统中，所述无线充电接收端进一步包括：接收线圈、接收端整流滤波电路、接收端MCU及无线通信发射模块，所述接收线圈电磁耦接所述无线充电发射端的发射线圈，所述接收端整流滤波电路串联连接所述接收线圈后串联连接负载，所述接收端MCU电性连接所述接收端整流滤波电路，所述无线通信发射模块电性连接所述接收端MCU并无线连接所述无线通信接收模块，其中，所述接收线圈利用磁耦合作用从发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并输出至接收端整流滤波电路，经接收端整流滤波电路转换成直流电后输出至负载，所述接收端MCU与所述发射端MCU建立无线通信，进行状态反馈及信号传输。
进一步的，在上述无线充电系统中，所述电压采样电路和电流采样电路分别包括：串联连接的电压传感器或电流传感器、相位补偿电路及波形整定电路，其中，电压采样原理为：通过电压传感器获取逆变器的输出电压并转换为采样的电压信号，然后经相位补偿电路对采样的电压信号进行相位补偿，最后经波形整定电路将所述电压信号转换成波形为方波的电压采样信号并传递给发射端MCU；同理，电流采样原理为：通过电流传感器获取逆变器的输出电流并转换为采样的电流信号，然后经相位补偿电路对采样的电流信号进行相位补偿，最后经波形整定电路将所述电流信号转换成波形为方波的电流采样信号并传递给发射端MCU。
优选的，所述发射端整流滤波电路也可以包括功率因数校正电路(PFC电路)，所述功率因数校正电路主要是为满足各国电网对用电设备的功率因数的要求，或为满足各国电网不同的工频交流母线电压而设计的功能电路。
优选的，所述发射线圈和接收线圈也可以包括与发射线圈或接收线圈及与其相连接的补偿网络。补偿网络一般由一个或多个电容或电感组成的LC网络，用于调节系统的谐振频率。常用的补偿网络包括：SS、SP、LCC-S、LCC-LCC等。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
采用发射端MCU作为数字控制器根据逆变器输出端的电压和电流的相位差调节系统的工作频率，使其与系统固有谐振频率一致，实现频率追踪，系统的效率和可靠性明显提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例无线充电控制方法的示意图；
图2为本发明实施例无线充电控制方法的频率追踪步骤流程图；
图3为本发明实施例无线充电控制方法的相位差检测步骤实现方式示意图；
图4为本发明实施例频率追踪前电压电流波形示意图；
图5为本发明实施例频率追踪后电压电流波形示意图；
图6为本发明实施例无线充电系统的结构示意框图；
图7为本发明实施例无线充电系统电压采样电路或电流采样电路原理示意框图。
图8为本发明实施例无线充电系统优选电压采样电路原理示意图。
其中：
1、无线充电发射端；11、发射端整流滤波电路；12、调压电路；13、逆变器；14、发射线圈、15、发射端MCU；16、无线通信接收模块；17第一辅助供电模块；18、电压采样电路；19、电流采样电路；121、开关管驱动电路；131、逆变驱动电路；
2、无线充电接收端；21、接收线圈；22、接收端整流滤波电路；23、接收端MCU；24、无线通信发射模块；25、第二辅助供电模块；26、负载；
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
如图1-2所示为本发明无线充电控制方法的示意图及流程示意图。
参考图1，本发明提出的无线充电系统的控制方法，包括：
S100：无线发射步骤，用于通过一无线充电发射端将电网接入的交流电经整流滤波、调压并经逆变器之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；
S200：无线接收步骤，用于通过一无线充电接收端的接收线圈利用磁耦合作用从所述发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并转换成直流电供给负载；
S300：频率追踪步骤，用于在无线充电发射端获取逆变器输出端的电压信号和电流信号的相位差并由一发射端MCU根据该相位差调节逆变器工作频率以追踪系统固有谐振频率进行无线充电控制。
图2为本发明实施例无线充电控制方法的频率追踪步骤流程图，参考图2，本实施例无线充电控制方法的频率追踪步骤进一步包括：
S310：信号采样，用于采样所述逆变器输出端的电压信号、电流信号；
S320：波形整定，用于将采样的电压信号和电流信号经波形整定得到电压采样信号和电流采样信号，所述电压采样信号和电流采样信号的波形为方波。
S330：相位关系判断，用于比较所述电压采样信号和电流采样信号，并设定相位超前的为第一信号，相位滞后的设为第二信号；
S340：相位差检测，用于获取第一信号和第二信号的相位差；
S350：获取已设定的第一信号与第二信号的相位差参考阈值△；
S360：调节工作频率，用于根据所述相位差调节逆变器的工作频率以追踪系统固有谐振频率，直至第一信号与第二信号相位差小于△；第一信号与第二信号相位差小于△时，系统不调节。
本实施例的步骤S340采用中断触发计时的方式实现，其中，进一步包括：
S341：采集到第一信号电平信号发生跳变时，所述发射端MCU执行中断任务，开始计时；
S342：采集到第二信号电平信号发生跳变时，所述发射端MCU再次执行中断任务，停止计时；
S343：所述发射端MCU读取计时值，所述计时值对应第一信号与第二信号的相位差，
其中，如图3所示，若电压采样信号相位超前于电流采样信号，则第一信号为电压采样信号，第二信号为电流采样信号，发射端MCU先采集到电压采样信号触发中断，发射端MCU执行中断任务开始计时，直到电流采样信号到来再次触发中断后停止计时，计时期间，由发射端MCU的时钟振荡器生成的时钟信号触发计时值递增；同理，若电压采样信号相位滞后于电流采样信号，则第一信号为电流采样信号，第二信号为电压采样信号，发射端MCU先采集到电流采样信号触发中断，发射端MCU执行中断任务开始计时，直到电压采样信号到来再次触发中断后停止计时，计时期间，由发射端MCU时钟振荡器生成的时钟信号触发计时值递增。计时停止后发射端MCU读取计时值，此计时值则对应着第一信号与第二信号的相位差，相当于逆变器输出端电压信号和电流信号之间的相位差。
值得注意的是，由于所述发射端MCU输出的逆变控制信号与所述逆变器输出端的电压信号为相位相同的电信号，本实施例的S310信号采样步骤中的逆变器输出端的电压信号也可以采用发射端MCU输出的逆变控制信号。
因此，相较于传统的无线充电系统控制方法而言，本实施例的控制方法可以提高无线充电系统的传输效率和可靠性。
另一方面，本发明公开了一种实现上述无线充电控制方法的无线充电系统的具体实施例，包括：无线充电发射端，用于通过一无线充电发射端将电网接入的交流电经整流滤波、调压并经逆变器之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；无线充电接收端，用于通过一无线充电接收端的接收线圈利用磁耦合作用从发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并经整流滤波后转换成直流电供给负载；其中，无线充电发射端包括一频率追踪模块，频率追踪模块用于获取无线充电发射端逆变器输出端的电压信号和电流信号的相位差并由一发射端MCU根据该相位差调节逆变器工作频率以追踪系统固有谐振频率进行无线充电控制。
图6为本发明无线充电系统实施例的结构示意框图；参考图6所示，本实施例无线充电系统包括无线连接的无线充电发射端1及无线充电接收端2，
其中，无线充电发射端1包括：发射端MCU15；发射端整流滤波电路11，电性连接电网系统；调压电路12，电性连接发射端整流滤波电路11；逆变器13，电性连接调压电路12；发射线圈14，电性连接逆变器13，并电磁耦接无线充电接收端2的接收线圈21；开关管驱动电路121，电性连接发射端MCU15和调压电路12；逆变驱动电路131，电性连接发射端MCU15和逆变器13；电压采样电路18和电流采样电路19，电压采样电路18和电流采样电路19均电性连接逆变器13输出端和发射端MCU15，以采集逆变器13输出的电压信号、电流信号并经波形整定转换得到电压采样信号、电流采样信号并发送至发射端MCU15进行无线充电控制；无线通信接收模块16，电性连接发射端MCU15，并无线连接无线充电接收端2，其中，所述电网接入的交流电经过发射端整流滤波电路11和调压电路12、转换为直流电输出至逆变器13，发射端MCU15通过无线通信接收模块16接收接收端输出的充电命令信号后驱动所述稳压电路12、逆变器13，将直流电转换成交流电激励发射线圈14产生交变电磁场。值得注意的是，发射端整流滤波电路11电性连接第一辅助供电模块17，第一辅助供电模块17电性连接发射端MCU15并为发射端MCU15和无线通信接收模块16供电。
其中，无线充电接收端2包括：接收线圈21、接收端整流滤波电路22、接收端MCU23及无线通信发射模块24，接收线圈21电磁耦接无线充电发射端1的发射线圈14，接收端整流滤波电路22串联连接接收线圈21后串联连接负载26，接收端MCU23电性连接所述接收端整流滤波电路22，无线通信发射模块24电性连接接收端MCU23并无线连接无线通信接收模块16，接收端整流滤波电路22还电性连接第二辅助供电模块25，第二辅助供电模块25电性连接接收端MCU23，为接收端MCU23和无线通信发射模块24供电，其中，接收线圈21利用磁耦合作用从发射线圈14产生的交变电磁场中拾取能量，并经接收端整流滤波电路22转换成直流电后供给负载26。
其中，发射端整流滤波电路11也可以包括功率因数校正电路(PFC电路)，功率因数校正电路主要是为满足各国电网对用电设备的功率因数的要求，或为满足各国电网不同的工频交流母线电压而设计的功能电路；发射线圈14和接收线圈21也可以包括与发射线圈14或接收线圈21及与其相连接的补偿网络。补偿网络一般由一个或多个电容或电感组成的LC网络，用于调节系统的谐振频率。常用的补偿网络包括：SS、SP、LCC-S、LCC-LCC等。
上述无线充电系统工作时采用上述控制方法进行充电，其中，通过调节发射端MCU15输出稳压电路12的驱动信号PWM1的占空比，并经过开关管驱动电路121控制开关管的导通时间实现调压电路输出的直流电的电压，调压后输出至逆变器13，逆变器13的工作频率由发射端MCU15提供的逆变控制信号PWM2决定，并通过逆变驱动电路131进行控制，根据计算或测量确定无线充电系统的初始固有谐振频率f。无线充电系统上电后，先以固有谐振频率f开始工作，即发射端MCU15生成频率为f的逆变控制信号PWM2，送到逆变驱动电路131来控制逆变器13进行工作，此时系统工作频率为f。当系统开始进行电能量传输之后，由于发射线圈14、接收线圈21的谐振电容与线圈之间存在的差异性或者所接负载26阻抗变化时，系统固有谐振频率会发生偏移，不再是f，逆变器13输出端的电压信号U1和电流信号I1存在一定的相位差，如图4所示。电流采样电路和电压采样电路采样逆变器13输出的电压信号U1、电流信号I1，并经波形整定得到电压采样信号和电流采样信号后发送至发射端MCU15，发射端MCU15判断相位关系并获取相位差，进行系统工作频率的调整。以电压采样信号超前于电流采样信号的相位为例，获取已设定的第一信号与第二信号的相位差参考阈值△，若检测到电压采样信号超前于电流采样信号，则第一信号为电压采样信号、第二信号为电流采样信号，获取第一信号和第二信号的相位差并与该相位参考阈值△比较，若第一信号与第二信号相位差不小于△，则根据相位差调节逆变器工作频率以追踪系统固有谐振频率f，直到第一信号与第二信号相位差小于△时，系统不调节。此时，逆变器13输出端的电压电流波形如图5所示，PWM2的频率接近等于无线充电系统的固有谐振频率，系统工作频率与固有谐振频率一致，系统传输效率达到最大，实现了频率追踪的目的。
参考图7-8所示为本发明实施例的电压采样电路18原理示意图及具体电路图，电压采样电路18和电流采样电路19包括：串联连接的电压传感器或电流传感器、相位补偿电路及波形整定电路，其中，电压传感器采用电压互感器，相位补偿电路由电容C6、电阻R3、R4和R5组成，前端并联有分压电阻R8、R2，VDD、VCC和VSS是器件的供电电压，R6、R7是上拉电阻。
采用本实施例的无线充电的控制方法及其实现系统及时调整逆变器的工作频率以追踪系统固有谐振频率，具体的，通过电压采样电路和电流采样电路采样逆变器输出端的电压信号和电流信号并经波形整定输出波形为方波的电压采样信号、电流采样信号至发射端MCU15进行相位差检测并根据该相位差调整工作频率。同时通过相位补偿电路对采样的电压信号、电流信号进行相位补偿，解决因为电压或者电流传感器以及传输路径导致的电压信号、电流信号相位滞后实际的电压信号和电流信号的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种无线充电系统的控制方法，其特征在于，包括：
无线发射步骤，用于通过一无线充电发射端将电网接入的交流电经整流滤波并经逆变器之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；
无线接收步骤，用于通过一无线充电接收端的接收线圈利用磁耦合作用从所述发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并转换成直流电供给负载；
频率追踪步骤，用于在无线充电发射端获取逆变器输出端的电压信号和电流信号的相位差并由一发射端MCU根据该相位差调节逆变器工作频率以追踪系统固有谐振频率进行无线充电控制。
2.如权利要求1所述的无线充电系统的控制方法，其特征在于，所述无线发射步骤进一步包括：
一调压步骤，用于将整流滤波步骤得到的直流电进行调压后发送至所述逆变器。
3.如权利要求2所述的无线充电系统的控制方法，其特征在于，所述频率追踪步骤进一步包括：
信号采样，用于采样所述逆变器输出端的电压信号、电流信号；
波形整定，用于将采样的电压信号和电流信号经波形整定得到电压采样信号和电流采样信号；
相位关系判断，用于比较所述电压采样信号和电流采样信号，并设定相位超前的为第一信号，相位滞后的设为第二信号；
相位差检测，用于获取第一信号和第二信号的相位差；
获取已设定的第一信号与第二信号的相位差参考阈值△；
调节工作频率，用于根据所述相位差调节逆变器的工作频率以追踪系统固有谐振频率，直至第一信号与第二信号相位差小于△；第一信号与第二信号相位差小于△时，系统不调节。
4.如权利要求3所述的无线充电系统的控制方法，其特征在于，所述相位差检测步骤采用中断触发计时的方式实现，其中，进一步包括：
采集到第一信号电平信号发生跳变时，所述发射端MCU执行中断任务，开始计时；
采集到第二信号电平信号发生跳变时，所述发射端MCU再次执行中断任务，停止计时；
所述发射端MCU读取计时值，所述计时值对应第一信号与第二信号的相位差。
5.如权利要求4所述的无线充电系统的控制方法，其特征在于，所述信号采样步骤，逆变器输出端的电压信号也可以采用发射端MCU输出的逆变控制信号。
6.一种无线充电系统，其特征在于，包括：
无线充电发射端，用于通过一无线充电发射端将电网接入的交流电经整流滤波、调压并经逆变器之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；
无线充电接收端，用于通过一无线充电接收端的接收线圈利用磁耦合作用从所述发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并经整流滤波后转换成直流电供给负载；
其中，所述无线充电发射端包括一频率追踪模块，所述频率追踪模块用于获取无线充电发射端逆变器输出端的电压信号和电流信号的相位差并由一发射端MCU根据该相位差调节逆变器工作频率以追踪系统固有谐振频率进行无线充电控制。
7.如权利要求6所述的无线充电系统，其特征在于，所述无线充电发射端进一步包括：
一发射端MCU；
一发射端整流滤波电路，电性连接电网系统；
一调压电路，电性连接所述发射端整流滤波电路；
一逆变器，电性连接所述调压电路；
一发射线圈，电性连接所述逆变器，并电磁耦接所述无线充电接收端的接收线圈；
一开关管驱动电路，电性连接所述发射端MCU和所述调压电路；
一逆变驱动电路，电性连接所述发射端MCU和所述逆变器；
一电压采样电路和电流采样电路，所述电压采样电路和电流采样电路均电性连接所述逆变器输出端和发射端MCU；
一无线通信接收模块，电性连接所述发射端MCU，并无线连接所述无线充电接收端。
8.如权利要求7所述的无线充电系统，其特征在于，所述无线充电接收端进一步包括：接收线圈、接收端整流滤波电路、接收端MCU及无线通信发射模块，所述接收线圈电磁耦接所述无线充电发射端的发射线圈，所述接收端整流滤波电路串联连接所述接收线圈后串联连接负载，所述接收端MCU电性连接所述接收端整流滤波电路，所述无线通信发射模块电性连接所述接收端MCU并无线连接所述无线通信接收模块。
9.如权利要求7或8中任一项所述的无线充电系统，其特征在于，所述电压采样电路和电流采样电路分别包括：串联连接的电压传感器或电流传感器、相位补偿电路及波形整定电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010564792.0A CN111740508A (zh) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 一种无线充电系统的控制方法及其系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010564792.0A CN111740508A (zh) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 一种无线充电系统的控制方法及其系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111740508A true CN111740508A (zh) | 2020-10-02 |
Family
ID=72650284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010564792.0A Pending CN111740508A (zh) | 2020-06-19 | 2020-06-19 | 一种无线充电系统的控制方法及其系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111740508A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112611912A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-04-06 | 上海万暨电子科技有限公司 | 一种电路采样系统 |
| CN113629833A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-09 | 高翔 | 智能儿童童车用无线充电系统 |
| CN116886132A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-10-13 | 维沃移动通信有限公司 | 近场通信电路和电子设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104269943A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-07 | 华南理工大学 | 无线能量传输系统的频率跟踪装置及其频率跟踪方法 |
| CN205829320U (zh) * | 2016-07-22 | 2016-12-21 | 桂林电子科技大学 | 一种磁耦合谐振式无线能量传输系统 |
| CN108574345A (zh) * | 2017-03-10 | 2018-09-25 | 重庆邮电大学 | 一种无线电能传输设备发射端自适应调谐装置及调谐方法 |
| CN110165790A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-08-23 | 江西崇政科技有限公司 | 一种共振磁耦合无线供电工艺 |
| US20200091768A1 (en) * | 2012-05-21 | 2020-03-19 | University Of Washington | Distributed control adaptive wireless power transfer system |
-
2020
- 2020-06-19 CN CN202010564792.0A patent/CN111740508A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200091768A1 (en) * | 2012-05-21 | 2020-03-19 | University Of Washington | Distributed control adaptive wireless power transfer system |
| CN104269943A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-07 | 华南理工大学 | 无线能量传输系统的频率跟踪装置及其频率跟踪方法 |
| CN205829320U (zh) * | 2016-07-22 | 2016-12-21 | 桂林电子科技大学 | 一种磁耦合谐振式无线能量传输系统 |
| CN108574345A (zh) * | 2017-03-10 | 2018-09-25 | 重庆邮电大学 | 一种无线电能传输设备发射端自适应调谐装置及调谐方法 |
| CN110165790A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-08-23 | 江西崇政科技有限公司 | 一种共振磁耦合无线供电工艺 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112611912A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-04-06 | 上海万暨电子科技有限公司 | 一种电路采样系统 |
| CN112611912B (zh) * | 2020-11-23 | 2024-03-26 | 亿创智联(浙江)电子科技有限公司 | 一种电路采样系统 |
| CN113629833A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-09 | 高翔 | 智能儿童童车用无线充电系统 |
| CN116886132A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-10-13 | 维沃移动通信有限公司 | 近场通信电路和电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107248788B (zh) | 采用锁相环进行异物检测的电动汽车无线充电系统及方法 | |
| CN101834473B (zh) | 谐振跟踪式非接触供电装置及供电方法 | |
| US8987941B2 (en) | Power transmission system | |
| CN110554236B (zh) | 一种无线电能传输恒压或恒流输出的频率在线检测方法 | |
| KR101603275B1 (ko) | 디바이스 식별을 갖는 유도 전력 공급기 | |
| US10063099B2 (en) | Wireless power receiver for controlling wireless power by using switch | |
| US9356449B2 (en) | Wireless power receiver, wireless power transmission system, and power controller | |
| CN107124046B (zh) | 具有活体检测功能的无线充电系统及无线充电方法 | |
| CN111740509B (zh) | 基于调压控制的无线充电方法及系统 | |
| KR20120093358A (ko) | 무선 전력 전송 장치 | |
| CN211236016U (zh) | 一种无线电能传输恒压或恒流输出的频率在线检测电路 | |
| US20140167523A1 (en) | Power transmission device and wireless power transmission system using the power transmission device | |
| JP6713772B2 (ja) | 位置指示器及び位置指示方法 | |
| CN111740508A (zh) | 一种无线充电系统的控制方法及其系统 | |
| CN111381107B (zh) | 一种无线充电高精度q值检测方法和电路 | |
| CN102510135A (zh) | 无线电力接收器、发送器、电子装置及其无线供电方法 | |
| CN108574346B (zh) | 无线电力发射器和无线电力发射方法 | |
| CN110611511A (zh) | 一种发射机、接收机以及无线充电系统 | |
| CN111937267A (zh) | 用于电动车辆的功率传输系统及其控制方法 | |
| JP5510670B2 (ja) | 電力伝送システム | |
| CN108879869B (zh) | 基于负载特性的无线充电系统原边控制方法及其实现系统 | |
| CN116566073A (zh) | 一种串串补偿型wpt系统的自激频率控制方法及系统 | |
| CN208257790U (zh) | 一种发射机、接收机以及无线充电系统 | |
| JP6977654B2 (ja) | ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム | |
| CN110495072B (zh) | 无线充电装置和用于检测接收器装置的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201002 |