CN111806259A - 一种无线充电系统及充电保护方法 - Google Patents

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CN111806259A CN202010455660.4A CN202010455660A CN111806259A CN 111806259 A CN111806259 A CN 111806259A CN 202010455660 A CN202010455660 A CN 202010455660A CN 111806259 A CN111806259 A CN 111806259A
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黄晓华
王松岑
李津
钟成
徐锦星
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Xiongan New Area Power Supply Company State Grid Hebei Electric Power Co
State Grid Corp of China SGCC
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Xiongan New Area Power Supply Company State Grid Hebei Electric Power Co
State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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Abstract

本发明公开了一种无线充电系统及充电保护方法，当无线充电系统出现异常，负载断开时，系统进入保护状态，单片机输出第一控制信号，MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制第一MOS管M1由关断状态变为开通状态，控制第二MOS管M2由开通状态变为关断状态，使得此时谐振网络由第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2共同组成，且谐振频率大于系统的整体频率，系统无法磁共振，接收端无法从发射端拾取能量，从而保护接收端的功率器件不会损坏。本发明采用软硬件结合的方式，通过改变谐振网络的固有频率来停止接收能量的方式保护系统，同时通过发射端的控制逻辑来保护系统，解决了负载端突然断开导致的损坏接收端的功率器件的问题。

Description

一种无线充电系统及充电保护方法
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，并且更具体地，涉及一种无线充电系统及充电保护方法。
背景技术
随着能源紧缺和环境污染的问题的日益严重，电动汽车技术已经成为汽车技术发展的主攻方向。无线充电也逐渐进入了人们的视野，但是目前而言，无线充电系统还存在着一些弊端。例如，接收端电池突然断开造成接收端功率期间损坏的状况，具体地，系统输出为恒流源拓扑时，若系统电池端突然断开，则会导致整流桥的输出电压会突然升高，从而损坏接收端的功率器件。
因此，需要一种能够进行充电保护的无线充电系统。
发明内容
本发明提出一种无线充电系统及充电保护方法，以解决如何对无线充电系统进行充电保护的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种无线充电系统，所述系统包括：发射端和接收端，其特征在于，所述接收端包括：依次连接的谐振网络电路、整流桥电路、负载和保护装置；
所述谐振网络电路，包括：第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2；所述第二MOS管M2和第一电容C1并联后一端与所述第二电容C2的一端相连接，另一端与所述整流桥电路相连接；所述第二电容C2的另一端与所述第一电感L1的一端相连接，所述所述第一电感L1的另一端与所述整流桥电路相连接，所述第一MOS管M1和第二电感L2串联后与所述第一电感L1并联；
所述保护装置，包括：串联连接的第一电阻R1和第二电阻R2、检测电路、单片机和MOS管驱动电路，所述检测电路的一端与第一电阻R1和第二电阻R2之间的A点相连接，所述检测电路的另一端与所述单片机相连接；所述第一电阻R1和第二电阻R2用于对整流桥电路的输出电压进行分压；所述检测电路检测用于实时检测A点的电压UA并发送至单片机；所述单片机用于当所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第一控制信号；所述MOS管驱动电路用于根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1和第二MOS管M2的开通和关断状态；
其中，当无线充电系统正常工作时，第一MOS管M1为关断状态，第二MOS管M1为开通状态，此时第二电容C2和第一电感L1进行谐振且谐振频率和系统的整体频率一致，接收端与发射端进行能量交互；当负载断开时，系统进入保护状态，所述单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，所述MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1由关断状态变为开通状态，控制所述第二MOS管M2由开通状态变为关断状态，使得此时谐振网络由第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2共同组成，且谐振频率大于系统的整体频率，系统无法磁共振，接收端无法从发射端拾取能量，从而保护接收端的功率器件不会损坏。
优选地，其中当无线充电系统为正常工作状态时，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000021
当系统进入保护状态时，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000022
L总＝(L1*L2)/(L1+L2)，
C总＝(C1*C2)/(C1+C2)。
优选地，其中所述整流桥电路，包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，所述第一电感L1的另一端分别与所述第一二极管D1和第三二极管D3的一端相连接，所述第一二极管D1的另一端与所述第二二极管D2的一端相连接，所述第二二极管D2的另一端分别与所述第二MOS管M2和第一电容C1并联后的另一端以及所述第四二极管D4的一端相连接，所述所述第四二极管D4的另一端与所述第三二极管D3的另一端相连接；所述第二二极管D2的一端和所述第四二极管D4的另一端分别与负载的两端相连接。
优选地，其中所述单片机还用于：
在确定所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第二控制信号，并发送至发射端的单片机，间接控制发射端断电，使得系统停止工作。
优选地，其中所述系统还包括：
报警装置，用于当系统停止工作时，进行报警。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用如上所述的无线充电系统进行充电保护的方法，所述方法包括：
第一电阻R1和第二电阻R2对整流桥电路的输出电压进行分压；
检测电路实时检测A点的电压UA并发送至单片机；
当无线充电系统出现异常，负载断开时，系统进入保护状态，单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至MOS管驱动电路；
MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制第一MOS管M1和第二MOS管M2的开通和关断状态；
其中，当无线充电系统正常工作时，第一MOS管M1为关断状态，第二MOS管M1为开通状态，此时第二电容C2和第一电感L1进行谐振且谐振频率和系统的整体频率一致，接收端与发射端进行能量交互；当负载断开时，系统进入保护状态，所述单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，所述MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1由关断状态变为开通状态，控制所述第二MOS管M2由开通状态变为关断状态，使得此时谐振网络由第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2共同组成，且谐振频率大于系统的整体频率，系统无法磁共振，接收端无法从发射端拾取能量，从而保护接收端的功率器件不会损坏。
优选地，其中当无线充电系统为正常工作状态时，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000041
当系统进入保护状态时，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000042
L总＝(L1*L2)/(L1+L2)，
C总＝(C1*C2)/(C1+C2)。
优选地，其中所述方法还包括：
单片机在确定所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第二控制信号，并发送至发射端的单片机，间接控制发射端断电，使得系统停止工作。
优选地，其中所述方法还包括：
当系统停止工作时，利用报警装置进行报警。
本发明提供了一种无线充电系统及充电保护方法，采用软硬件结合的方式，能够在当负载断开时，系统进入保护状态，使得接收端通过改变谐振网络的固有频率来停止接收能量的方式保护系统，同时通过发射端的控制逻辑来保护系统，解决了负载端突然断开导致的损坏接收端的功率器件的问题。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的无线充电系统100的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的无线充电系统接收端的谐振网络电路、整流桥电路和负载的电路框图；
图3为根据本发明实施方式的无线充电系统接收端的保护装置的电路框图；
图4为根据本发明实施方式的对无线充电系统进行充电保护的方法400的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的时，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的无线充电系统100的结构示意图。如图1所示，本发明实施方式提供的无线充电系统，采用软硬件结合的方式，能够在当负载断开时，系统进入保护状态，使得接收端通过改变谐振网络的固有频率来停止接收能量的方式保护系统，同时通过发射端的控制逻辑来保护系统，解决了负载端突然断开导致的损坏接收端的功率器件的问题。本发明实施方式提供的无线充电系统100，包括：发射端101和接收端102，所述接收端102包括：依次连接的谐振网络电路1021、整流桥电路1022、负载1023和保护装置1024。
优选地，所述谐振网络电路1021，包括：第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2；所述第二MOS管M2和第一电容C1并联后一端与所述第二电容C2的一端相连接，另一端与所述整流桥电路1022相连接；所述第二电容C2的另一端与所述第一电感L1的一端相连接，所述所述第一电感L1的另一端与所述整流桥电路1022相连接，所述第一MOS管M1和第二电感L2串联后与所述第一电感L1并联。
优选地，所述保护装置1024，包括：串联连接的第一电阻R1和第二电阻R2、检测电路、单片机和MOS管驱动电路，所述检测电路的一端与第一电阻R1和第二电阻R2之间的A点相连接，所述检测电路的另一端与所述单片机相连接；所述第一电阻R1和第二电阻R2用于对整流桥电路的输出电压进行分压；所述检测电路检测用于实时检测A点的电压UA并发送至单片机；所述单片机用于当所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第一控制信号；所述MOS管驱动电路用于根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1和第二MOS管M2的开通和关断状态；
其中，当无线充电系统正常工作时，第一MOS管M1为关断状态，第二MOS管M1为开通状态，此时第二电容C2和第一电感L1进行谐振且谐振频率和系统的整体频率一致，接收端与发射端进行能量交互；当负载1023断开时，系统进入保护状态，所述单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，所述MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1由关断状态变为开通状态，控制所述第二MOS管M2由开通状态变为关断状态，使得此时谐振网络由第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2共同组成，且谐振频率大于系统的整体频率，系统无法磁共振，接收端无法从发射端拾取能量，从而保护接收端的功率器件不会损坏。
优选地，其中所述整流桥电路，包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，所述第一电感L1的另一端分别与所述第一二极管D1和第三二极管D3的一端相连接，所述第一二极管D1的另一端与所述第二二极管D2的一端相连接，所述第二二极管D2的另一端分别与所述第二MOS管M2和第一电容C1并联后的另一端以及所述第四二极管D4的一端相连接，所述所述第四二极管D4的另一端与所述第三二极管D3的另一端相连接；所述第二二极管D2的一端和所述第四二极管D4的另一端分别与负载的两端相连接。
优选地，其中当无线充电系统为正常工作状态时，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000061
当系统进入保护状态时，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000062
L总＝(L1*L2)/(L1+L2)，
C总＝(C1*C2)/(C1+C2)。
图2为根据本发明实施方式的无线充电系统接收端的谐振网络电路、整流桥电路和负载的电路框图。如图2所示，谐振网络电路，包括：MOS管M1、MOS管M2、电容C1、电容C2、电感L1和电感L2；整流桥电路，包括：二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4；负载包括：电容C和电池。
图3为根据本发明实施方式的无线充电系统接收端的保护装置的电路框图。如图3所示，保护装置，包括：电阻R1和第二电阻R2、检测电路、单片机和MOS管驱动电路(MOSFTE驱动电路)。此处的MOS管驱动电路即图2中的MOS管驱动电路，分别与M1和M2相连接，用于控制M1和M2的开关状态。其中，电阻R1 R2用于对整流桥电路的输出电压Uout进行分压。检测电路检测用于实时检测A点的电压UA并发送至单片机。单片机用于当所述电压UA大于预设电压阈值Uref时，确定第一控制信号，并发送至MOS管驱动电路。所述MOS管驱动电路用于根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1和第二MOS管M2的开通和关断状态。
具体地，在本发明的实施方式中，无线充电系统正常工作时，MOS管M1为关断状态，MOS管M2为开通状态，此时C2和L1进行谐振且谐振频率和系统整体频率一致，能够与发射端进行能量交互。此时谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000071
整流桥输出电压为Uout，通过两个电阻R1和R2进行分压采样。当系统出现异常，电池端断开时，整流桥输出电压Uout会瞬时增大，此时A点电压UA也会增大，检测电路检测电压UA并发送至单片机，当单片机确定A点电压UA大于预设值电压Vref时，输出第一控制信号，并将第一控制信号传送给MOSFET驱动电路，利用MOS管驱动电路控制所述MOS管M1由关断状态变为开通状态，控制MOS管M2由开通状态变为关断状态。此时系统处于保护状态，整个接收端谐振网络由C1、C2、L1和L2共同组成，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000072
L总＝(L1*L2)/(L1+L2)，C总＝(C1*C2)/(C1+C2)。
从上述可得，电容电感均减小，此时频率应增大，系统频率会调整到大于系统正常的谐振频率几十倍以上。由于发射端的谐振网络是仍然是系统的正常工作频率，而接收端的谐振网络已经是偏于系统谐振网络几十倍以上，此时系统无法磁共振，接收端无法从发射端拾取能量，所以整流桥输出端电压Uout不会升高，从而使得功率器件不会损坏。
优选地，其中所述单片机还用于：在确定所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第二控制信号，并发送至发射端的单片机，间接控制发射端断电，使得系统停止工作。
优选地，其中所述系统还包括：报警装置，用于当系统停止工作时，进行报警。
在本发明的实施方式中，当A点电压UA大于阈值电压时，单片机还会输出第二控制信号，并通过WIFI等通信方式将第二控制信号发送至发射端的单片机，间接控制发射端断电，使得系统停止工作。并且当系统停止工作时，系统会进行报警。
图4为根据本发明实施方式的对无线充电系统进行充电保护的方法400的流程图。如图4所示，本发明实施方式提供的使用如上所述的无线充电系统进行充电保护的方法400，从步骤401处开始在步骤401第一电阻R1和第二电阻R2对整流桥电路的输出电压进行分压。
在步骤402，检测电路实时检测A点的电压UA并发送至单片机。
在步骤403，当无线充电系统出现异常，负载断开时，系统进入保护状态，单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至MOS管驱动电路。
在步骤404，MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制第一MOS管M1和第二MOS管M2的开通和关断状态；
其中，当无线充电系统正常工作时，第一MOS管M1为关断状态，第二MOS管M1为开通状态，此时第二电容C2和第一电感L1进行谐振且谐振频率和系统的整体频率一致，接收端与发射端进行能量交互；当负载断开时，系统进入保护状态，所述单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，所述MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1由关断状态变为开通状态，控制所述第二MOS管M2由开通状态变为关断状态，使得此时谐振网络由第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2共同组成，且谐振频率大于系统的整体频率，系统无法磁共振，接收端无法从发射端拾取能量，从而保护接收端的功率器件不会损坏。
优选地，其中当无线充电系统为正常工作状态时，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000091
当系统进入保护状态时，谐振频率为：
Figure BDA0002509119310000092
L总＝(L1*L2)/(L1+L2)，
C总＝(C1*C2)/(C1+C2)。
优选地，其中所述方法还包括：单片机在确定所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第二控制信号，并发送至发射端的单片机，间接控制发射端断电，使得系统停止工作。
优选地，其中所述方法还包括：当系统停止工作时，利用报警装置进行报警。
本发明的实施例的对无线充电系统进行充电保护的方法400与本发明的另一个实施例的无线充电系统100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请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、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线充电系统，所述系统包括：发射端和接收端，其特征在于，所述接收端包括：依次连接的谐振网络电路、整流桥电路、负载和保护装置；
所述谐振网络电路，包括：第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2；所述第二MOS管M2和第一电容C1并联后一端与所述第二电容C2的一端相连接，另一端与所述整流桥电路相连接；所述第二电容C2的另一端与所述第一电感L1的一端相连接，所述所述第一电感L1的另一端与所述整流桥电路相连接，所述第一MOS管M1和第二电感L2串联后与所述第一电感L1并联；
所述保护装置，包括：串联连接的第一电阻R1和第二电阻R2、检测电路、单片机和MOS管驱动电路，所述检测电路的一端与第一电阻R1和第二电阻R2之间的A点相连接，所述检测电路的另一端与所述单片机相连接；所述第一电阻R1和第二电阻R2用于对整流桥电路的输出电压进行分压；所述检测电路检测用于实时检测A点的电压UA并发送至单片机；所述单片机用于当所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第一控制信号；所述MOS管驱动电路用于根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1和第二MOS管M2的开通和关断状态；
其中，当无线充电系统正常工作时，第一MOS管M1为关断状态，第二MOS管M1为开通状态，此时第二电容C2和第一电感L1进行谐振且谐振频率和系统的整体频率一致，接收端与发射端进行能量交互；当无线充电系统出现异常，负载断开时，系统进入保护状态，所述单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，所述MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1由关断状态变为开通状态，控制所述第二MOS管M2由开通状态变为关断状态，使得此时谐振网络由第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2共同组成，且谐振频率大于系统的整体频率，系统无法磁共振，接收端无法从发射端拾取能量，从而保护接收端的功率器件不会损坏。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当无线充电系统为正常工作状态时，谐振频率为：
Figure FDA0002509119300000021
当系统进入保护状态时，谐振频率为：
Figure FDA0002509119300000022
L总＝(L1*L2)/(L1+L2)，
C总＝(C1*C2)/(C1+C2)。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述整流桥电路，包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，所述第一电感L1的另一端分别与所述第一二极管D1和第三二极管D3的一端相连接，所述第一二极管D1的另一端与所述第二二极管D2的一端相连接，所述第二二极管D2的另一端分别与所述第二MOS管M2和第一电容C1并联后的另一端以及所述第四二极管D4的一端相连接，所述所述第四二极管D4的另一端与所述第三二极管D3的另一端相连接；所述第二二极管D2的一端和所述第四二极管D4的另一端分别与负载的两端相连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单片机还用于：
在确定所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第二控制信号，并发送至发射端的单片机，间接控制发射端断电，使得系统停止工作。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
报警装置，用于当系统停止工作时，进行报警。
6.一种使用如权利要求1-5中任一项所述的无线充电系统进行充电保护的方法，其特征在于，所述方法包括：
第一电阻R1和第二电阻R2对整流桥电路的输出电压进行分压；
检测电路实时检测A点的电压UA并发送至单片机；
当无线充电系统出现异常，负载断开时，系统进入保护状态，单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至MOS管驱动电路；
MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制第一MOS管M1和第二MOS管M2的开通和关断状态；
其中，当无线充电系统正常工作时，第一MOS管M1为关断状态，第二MOS管M1为开通状态，此时第二电容C2和第一电感L1进行谐振且谐振频率和系统的整体频率一致，接收端与发射端进行能量交互；当负载断开时，系统进入保护状态，所述单片机确定所述电压UA大于预设电压阈值，输出第一控制信号，所述MOS管驱动电路根据所述第一控制信号控制所述第一MOS管M1由关断状态变为开通状态，控制所述第二MOS管M2由开通状态变为关断状态，使得此时谐振网络由第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2共同组成，且谐振频率大于系统的整体频率，系统无法磁共振，接收端无法从发射端拾取能量，从而保护接收端的功率器件不会损坏。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当无线充电系统为正常工作状态时，谐振频率为：
Figure FDA0002509119300000031
当系统进入保护状态时，谐振频率为：
Figure FDA0002509119300000032
L总＝(L1*L2)/(L1+L2)，
C总＝(C1*C2)/(C1+C2)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
单片机在确定所述电压UA大于预设电压阈值时，确定第二控制信号，并发送至发射端的单片机，间接控制发射端断电，使得系统停止工作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当系统停止工作时，利用报警装置进行报警。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100130627A (ko) * 2008-04-02 2010-12-13 인피니트 파워 솔루션스, 인크. 에너지 수확과 관련된 에너지 저장 장치를 위한 수동적인 과전압/부족전압 제어 및 보호
US20130235632A1 (en) * 2012-03-07 2013-09-12 Dialog Semiconductor Gmbh Active Rectifier with Modulation
CN105262154A (zh) * 2015-08-28 2016-01-20 扬州大学 一种水下机器人无线充电系统及其控制方法
CN106575888A (zh) * 2014-08-06 2017-04-19 曼珀斯有限公司 能够调整谐振频率的磁共振无线功率传输装置
CN106786886A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 东南大学 一种基于负载识别技术的无线充电系统充电方法
CN107733102A (zh) * 2016-08-22 2018-02-23 许继电源有限公司 一种用于无线充电的接收端电路及使用该电路的车辆
CN208078737U (zh) * 2017-10-24 2018-11-09 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 电磁感应式无线供电系统及其负载突变保护电路和分离式烹饪器具
CN109149731A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 北京中诺电力工程有限公司 一种无线充电灯电路控制器
CN110311439A (zh) * 2019-07-03 2019-10-08 江苏鸿越新材料科技有限公司 一种基于无线能量传输系统的无线充电方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100130627A (ko) * 2008-04-02 2010-12-13 인피니트 파워 솔루션스, 인크. 에너지 수확과 관련된 에너지 저장 장치를 위한 수동적인 과전압/부족전압 제어 및 보호
US20130235632A1 (en) * 2012-03-07 2013-09-12 Dialog Semiconductor Gmbh Active Rectifier with Modulation
CN106575888A (zh) * 2014-08-06 2017-04-19 曼珀斯有限公司 能够调整谐振频率的磁共振无线功率传输装置
CN105262154A (zh) * 2015-08-28 2016-01-20 扬州大学 一种水下机器人无线充电系统及其控制方法
CN107733102A (zh) * 2016-08-22 2018-02-23 许继电源有限公司 一种用于无线充电的接收端电路及使用该电路的车辆
CN106786886A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 东南大学 一种基于负载识别技术的无线充电系统充电方法
CN109149731A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 北京中诺电力工程有限公司 一种无线充电灯电路控制器
CN208078737U (zh) * 2017-10-24 2018-11-09 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 电磁感应式无线供电系统及其负载突变保护电路和分离式烹饪器具
CN110311439A (zh) * 2019-07-03 2019-10-08 江苏鸿越新材料科技有限公司 一种基于无线能量传输系统的无线充电方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏文强等: "基于单片机的无线充电自启动系统设计", 《电子元器件与信息技术》 *

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