CN112583086B - 一种无线充电保护方法以及装置 - Google Patents

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CN112583086B CN202110216939.1A CN202110216939A CN112583086B CN 112583086 B CN112583086 B CN 112583086B CN 202110216939 A CN202110216939 A CN 202110216939A CN 112583086 B CN112583086 B CN 112583086B
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Abstract

本发明属于无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电保护方法以及装置，在接收端发生异常时，开关闭合，无线充电保护方法包括以下步骤：实时监测发射端的逆变电流大小或者相位；根据发射端的逆变电流大小或者相位判断接收端是否发生异常；若是，关闭发射端的输出，若否，继续保持发射端的输出。在接收端发生异常时，开关闭合，从源头上切断后级的能量供应，对后级形成可靠的保护；只需要监测发射端的逆变电流大小或者相位，即可快速检测出接收端的保护状态，不需要发射端与接收端无线通信，监测可靠性高，达到快速保护的目的。

Description

一种无线充电保护方法以及装置
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保护方法以及装置。
背景技术
无线充电系统是指发射线圈与接收线圈通过磁场传递能量，实现电能的非接触传输。由于多功能性好、可靠性高、柔性好、安全性及使用寿命较高，在加上无接触、无磨损的特性，无线充电技术能够满足不同条件下电子设备的用电需求，同时兼顾信息传输功能的需求。
但是，随着无线工作过程的进行，接收端会发生过压、过流等可能会对电路甚至负载造成损害的情况，由于不能通过传统可靠的有线方式反馈到发射端快速的关闭输出，目前只能在接收端的输出线路上加入断路器（如继电器、MOS等）强行切断输出，以保护负载或者某一部分关键的电路，再通过无线通信的方式反馈到发射端去关闭输出。但无线通信由于空间电磁的干扰、通信时延等等诸多因素，导致反馈并不是100%的可靠，期间发射端一直在给接收端线圈传送能量，导致接收端断路器之前的电压或电流飙升，设计时需要使用耐压及电流更大的器件，不利于器件优选利用，降低系统的效率和可靠性。
发明内容
本发明提供一种无线充电保护方法，旨在解决现有无线充电系统的接收端发生异常时，需要采用无线通信方式进行反馈实现通断，反馈并非100%的可靠，在发射端断开之前给接收端线圈传送能量，导致接收端断路器之前的电压或电流飙升的技术问题。
本发明是这样实现的，提供一种无线充电保护方法，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射端以及接收端，所述发射端包括发射线圈、第一补偿电容以及第一补偿电感，所述发射线圈与所述第一补偿电容并联后串联所述第一补偿电感，所述接收端包括接收线圈、开关以及第二补偿电容，所述接收线圈与所述开关并联后串联所述第二补偿电容，在所述接收端发生异常时，所述开关闭合，以短路所述接收线圈，所述无线充电保护方法包括以下步骤：
实时监测所述发射端的逆变电流大小或者相位；
根据所述发射端的逆变电流大小或者相位判断所述接收端是否发生异常；
若是，关闭所述发射端的输出，若否，继续保持所述发射端的输出。
更进一步地，在监测所述发射端的逆变电流大小时，根据所述发射端的逆变电流大小判断所述接收端是否发生异常的步骤，具体包括：
判断所述发射端的逆变电流是否满足以下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 88072DEST_PATH_IMAGE002
为在前监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为在后监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 83710DEST_PATH_IMAGE004
为接收端品质因数；
若是，判断所述接收端发生异常，若否，判断所述接收端正常工作。
更进一步地，在监测所述发射端的逆变电流相位时，根据所述发射端的逆变电流相位判断所述接收端是否发生异常的步骤，具体包括：
判断所述发射端的相位是否变化90°；
若是，判断所述接收端发生异常，若否，判断所述接收端正常工作。
更进一步地，所述发射端还包括第三补偿电容，所述第三补偿电容一端分别连接所述第一补偿电感以及所述第一补偿电容，所述第三补偿电容另一端连接所述发射线圈。
更进一步地，所述接收端还包括第四补偿电容以及第二补偿电感，所述第四补偿电容一端分别连接所述第二补偿电容以及所述第二补偿电感，所述第四补偿电容另一端连接所述开关。
本发明还提供一种无线充电保护装置，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射端以及接收端，所述发射端包括发射线圈、第一补偿电容以及第一补偿电感，所述发射线圈与所述第一补偿电容并联后串联所述第一补偿电感，所述接收端包括接收线圈、开关以及第二补偿电容，所述接收线圈与所述开关并联后串联所述第二补偿电容，在所述接收端发生异常时，所述开关闭合，以短路所述接收线圈，所述无线充电保护装置包括：
监测单元，用于实时监测所述发射端的逆变电流大小或者相位；
判断单元，用于根据所述发射端的逆变电流大小或者相位判断所述接收端是否发生异常；
若判断所述接收端发生异常，关闭所述发射端的输出，若判断所述接收端未发生异常，继续保持所述发射端的输出。
更进一步地，在监测所述发射端的逆变电流大小时，所述判断单元包括：
第一判断模块，用于判断所述发射端的逆变电流是否满足以下公式：
Figure 752589DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为在前监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 808270DEST_PATH_IMAGE006
为在后监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为接收端品质因数；
若判断所述发射端的逆变电流满足公式，判断所述接收端发生异常，若判断所述发射端的逆变电流未满足公式，判断所述接收端正常工作。
更进一步地，在监测所述发射端的逆变电流相位时，所述判断单元包括：
第二判断模块，用于判断所述发射端的相位是否变化90°；
若判断所述发射端的相位变化90°，判断所述接收端发生异常，若判断所述发射端的相位未变化90°，判断所述接收端正常工作。
更进一步地，所述发射端还包括第三补偿电容，所述第三补偿电容一端分别连接所述第一补偿电感以及所述第一补偿电容，所述第三补偿电容另一端连接所述发射线圈。
更进一步地，所述接收端还包括第四补偿电容以及第二补偿电感，所述第四补偿电容一端分别连接所述第二补偿电容以及所述第二补偿电感，所述第四补偿电容另一端连接所述开关。
本发明的有益效果在于，在接收端发生异常时，开关闭合，将接收线圈短路，后级输出也被短路，能量只能在接收线圈和开关之间形成闭环振荡，能量不能传输到后级，从源头上切断后级的能量供应，对后级形成可靠的保护；实时监测发射端的逆变电流大小或者相位，再根据发射端的逆变电流大小或者相位判断接收端是否发生异常，若判断接收端发生异常，则关闭发射端的输出，若判断接收端未发生异常，则继续保持所述发射端的输出，只需要监测发射端的逆变电流大小或者相位，即可快速检测出接收端的保护状态，不需要发射端与接收端无线通信，监测可靠性高，达到快速保护的目的。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无线充电保护方法的流程框图；
图2是本发明实施例提供的无线充电系统的第一示意图；
图3是本发明实施例提供的无线充电系统的第二示意图；
图4是本发明实施例提供的无线充电系统的第三示意图；
图5是本发明实施例提供的无线充电保护装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明中，在接收端发生异常时，开关S1闭合，将接收线圈Ls短路，后级输出也被短路，能量只能在接收线圈Ls和开关S1之间形成闭环振荡，能量不能传输到后级，从源头上切断后级的能量供应，对后级形成可靠的保护；实时监测发射端的逆变电流大小或者相位，再根据发射端的逆变电流大小或者相位判断接收端是否发生异常，若判断接收端发生异常，则关闭发射端的输出，若判断接收端未发生异常，则继续保持所述发射端的输出，只需要监测发射端的逆变电流大小或者相位，即可快速检测出接收端的保护状态，不需要发射端与接收端无线通信，监测可靠性高，达到快速保护的目的。
实施例一
本实施例一提供一种无线充电保护方法，参考图2，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射端以及接收端，所述发射端包括发射线圈Lp、第一补偿电容Cf1以及第一补偿电感Lr，所述发射线圈Lp与所述第一补偿电容Cf1并联后串联所述第一补偿电感Lr，所述接收端包括接收线圈Ls、开关S1以及第二补偿电容Cs，所述接收线圈Ls与所述开关S1并联后串联所述第二补偿电容Cs，在所述接收端发生异常时，所述开关S1闭合，以短路所述接收线圈，参考图1，所述无线充电保护方法包括以下步骤：
S100、实时监测所述发射端的逆变电流大小或者相位；
S200、根据所述发射端的逆变电流大小或者相位判断所述接收端是否发生异常；
S310、若是，关闭所述发射端的输出；
S320、若否，继续保持所述发射端的输出。
在本实施例中，无线充电系统采用LCL-S拓扑，图2的TX代表的是发射端，RX代表的是接收端。发射端连接电源端，接收端连接负载端，发射线圈Lp、第一补偿电容Cf1以及第一补偿电感Lr组成原边谐振回路，接收线圈Ls以及第二补偿电容Cs组成副边谐振回路，电源端的能量通过发射线圈Lp发射到接收线圈Ls，发射线圈Lp与接收线圈Ls相互耦合，接收线圈Ls获得感应电压源，传送到负载端，以实现对负载端充电。
在接收端发生异常时，开关S1闭合，将接收线圈Ls短路，后级输出也被短路，能量只能在接收线圈Ls和开关S1之间形成闭环振荡，能量不能传输到后级，从源头上切断后级的能量供应，对后级形成可靠的保护；实时监测发射端的逆变电流大小或者相位，再根据发射端的逆变电流大小或者相位判断接收端是否发生异常，若判断接收端发生异常，则切断发射端的PWM信号，关闭发射端的输出，若判断接收端未发生异常，则继续保持发射端的PWM信号，保持所述发射端的输出，只需要监测发射端的逆变电流大小或者相位，即可快速检测出接收端的保护状态，不需要发射端与接收端无线通信，监测可靠性高，达到快速保护的目的。
进一步解释的，发射端设有发射控制模块，接收端设有接收控制模块。当接收控制模块判断接收端处于异常情况时，闭合开关S1。此时接收控制模块与发射控制模块并未无线通信，发射控制模块只需要监测发射端的逆变电流大小或者相位，即能够判断出接收端是否处于异常情况，并在接收端处于异常情况时关闭输出。
需要说明的是，上述的异常情况指的是，接收端发生过压、过流等可能会对电路甚至负载造成损害的情况。
在此，具体描述闭合开关S1后能避免接收端损坏的原因：
正常工作时，开关S1处于断开状态，发射线圈Lp将能量传送到接收线圈Ls，接收线圈Ls和第二补偿电容Cs处于谐振状态，此时接收线圈Ls的谐振电流
Figure 31441DEST_PATH_IMAGE008
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，
其中，
Figure 361928DEST_PATH_IMAGE010
为复数单位，
Figure 150892DEST_PATH_IMAGE011
,
Figure 783999DEST_PATH_IMAGE012
为谐振角频率，
Figure 25624DEST_PATH_IMAGE013
为发射线圈Lp与接收线圈Ls的互感值，
Figure 392758DEST_PATH_IMAGE014
为发射线圈Lp的电流，
Figure 301809DEST_PATH_IMAGE015
为接收端电路的等效阻抗。
当接收端后级电路器件发生故障需要保护的时候，开关S1闭合，将接收线圈Ls短路，后级输出也被短路，能量只能在接收线圈Ls和开关S1之间形成闭环振荡，能量不能传输到后级，从源头上切断后级的能量供应，对后级形成可靠的保护。此时接收线圈Ls的谐振电流
Figure 840237DEST_PATH_IMAGE016
突变为：
Figure 834738DEST_PATH_IMAGE017
，
其中，
Figure 241449DEST_PATH_IMAGE018
为接收线圈Ls的电感值。
结合上述，可得知：
Figure 5005DEST_PATH_IMAGE019
,
其中，
Figure 714335DEST_PATH_IMAGE020
为开关S1闭合前的接收线圈Ls的谐振电流，
Figure 196132DEST_PATH_IMAGE021
为开关S1闭合后的接收线圈Ls的谐振电流，
Figure 406534DEST_PATH_IMAGE022
为接收端品质因数；
进而可得知：
Figure 24597DEST_PATH_IMAGE023
，
则在初始电路设计时，设计合适的
Figure 170407DEST_PATH_IMAGE022
值，例如当
Figure 873921DEST_PATH_IMAGE022
＞1时，就可以确切得知
Figure 622434DEST_PATH_IMAGE024
＜
Figure 563846DEST_PATH_IMAGE025
，也就是说，接收线圈Ls被开关S1短路之后，除了后级无能量输出，接收线圈Ls的谐振电流也会变小，处于保护状态下的电路将变得更加可靠。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例二的在监测所述发射端的逆变电流大小时，根据所述发射端的逆变电流大小判断所述接收端是否发生异常的步骤，具体包括：
判断所述发射端的逆变电流是否满足以下公式：
Figure 677295DEST_PATH_IMAGE026
，
其中，
Figure 431887DEST_PATH_IMAGE027
为在前监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 921774DEST_PATH_IMAGE028
为在后监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 452112DEST_PATH_IMAGE029
为接收端品质因数；
若是，判断所述接收端发生异常，若否，判断所述接收端正常工作。
在开关S1闭合之前，处于谐振状态的发射端的输入逆变电流
Figure 2042DEST_PATH_IMAGE030
为：
Figure 742465DEST_PATH_IMAGE031
，
其中，
Figure 770464DEST_PATH_IMAGE032
为接收端反射到发射端的等效阻抗，
Figure 155309DEST_PATH_IMAGE033
为逆变输出电压基波，
Figure 876140DEST_PATH_IMAGE034
为第一谐振电容的电容值；
在开关S1闭合之后，发射端的输入逆变电流
Figure 369439DEST_PATH_IMAGE028
突变为：
Figure 138812DEST_PATH_IMAGE035
，
根据上述公式可知：
Figure 768376DEST_PATH_IMAGE036
，
其中，
Figure 660109DEST_PATH_IMAGE037
为开关S1闭合前发射端的输入逆变电流，
Figure 250490DEST_PATH_IMAGE038
为开关S1闭合后发射端的输入逆变电流，也就是说，只要通过实时监测发射端的输入逆变电流，并判断出在前监测到的发射端的输入逆变电流与在后监测到的发射端的输入逆变电流是否满足以下公式：
Figure 620291DEST_PATH_IMAGE039
，
即可判断得出接收端处开关S1是否闭合，即判断出接收端是否发生异常。详细来说，在满足公式的情况下，判断接收端发生异常，关闭发射端的输出，在不满足公式的情况下，判断接收端未发生异常，继续保持发射端的输出。
实施例三
在实施例一的基础上，本实施例三的在监测所述发射端的逆变电流相位时，根据所述发射端的逆变电流相位判断所述接收端是否发生异常的步骤，具体包括：
判断所述发射端的相位是否变化90°；
若是，判断所述接收端发生异常，若否，判断所述接收端正常工作。
在开关S1闭合之前，处于谐振状态的发射端的输入逆变电流
Figure 597038DEST_PATH_IMAGE040
为：
Figure 659672DEST_PATH_IMAGE041
，
在开关S1闭合之后，发射端的输入逆变电流
Figure 471770DEST_PATH_IMAGE028
为：
Figure 910842DEST_PATH_IMAGE042
，
根据上述公式可知：
Figure 249419DEST_PATH_IMAGE043
，
则判断发射端的相位是否变化90°，在判断发射端的相位变化90°的情况下，判断接收端发生异常，关闭发射端的输出，在判断发射端的相位未变化90°的情况下，判断接收端未发生异常，继续保持发射端的输出。
实施例四
参考图3，在实施例一至实施例三的基础上，本实施例四的所述发射端还包括第三补偿电容Cp，所述第三补偿电容Cp一端分别连接所述第一补偿电感Lr以及所述第一补偿电容Cf1，所述第三补偿电容Cp另一端连接所述发射线圈Lp。
在本实施例中，无线充电系统采用LCC-S拓扑，图3的TX代表的是发射端，RX代表的是接收端。发射端连接电源端，接收端连接负载端，发射线圈Lp、第一补偿电容Cf1、第一补偿电感Lr以及第三补偿电容Cp组成原边谐振回路，接收线圈Ls以及第二补偿电容Cs组成副边谐振回路，电源端的能量通过发射线圈Lp发射到接收线圈Ls，发射线圈Lp与接收线圈Ls相互耦合，接收线圈Ls获得感应电压源，传送到负载端，以实现对负载端充电。
实施例五
参考图4，在实施例四的基础上，本实施例五的所述接收端还包括第四补偿电容Cf2以及第二补偿电感Lr2，所述第四补偿电容Cf2一端分别连接所述第二补偿电容Cs以及所述第二补偿电感Lr2，所述第四补偿电容Cf2另一端连接所述开关S1。
在本实施例中，无线充电系统采用LCC-LCC拓扑，图4的TX代表的是发射端，RX代表的是接收端。发射端连接电源端，接收端连接负载端，发射线圈Lp、第一补偿电容Cf1、第一补偿电感Lr以及第三补偿电容Cp组成原边谐振回路，接收线圈Ls、第二补偿电容Cs、第四补偿电容Cf2以及第二补偿电感Lr2组成副边谐振回路，电源端的能量通过发射线圈Lp发射到接收线圈Ls，发射线圈Lp与接收线圈Ls相互耦合，接收线圈Ls获得感应电压源，传送到负载端，以实现对负载端充电。
实施例六
本实施例六提供一种无线充电保护装置，参考图2，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射端以及接收端，所述发射端包括发射线圈Lp、第一补偿电容Cf1以及第一补偿电感Lr，所述发射线圈Lp与所述第一补偿电容Cf1并联后串联所述第一补偿电感Lr，所述接收端包括接收线圈Ls、开关S1以及第二补偿电容Cs，所述接收线圈Ls与所述开关S1并联后串联所述第二补偿电容Cs，在所述接收端发生异常时，所述开关S1闭合，以短路所述接收线圈，参考图5，所述无线充电保护装置包括：
监测单元100，用于实时监测所述发射端的逆变电流大小或者相位；
判断单元200，用于根据所述发射端的逆变电流大小或者相位判断所述接收端是否发生异常；
若判断所述接收端发生异常，关闭所述发射端的输出，若判断所述接收端未发生异常，继续保持所述发射端的输出。
在本实施例中，无线充电系统采用LCL-S拓扑，图2的TX代表的是发射端，RX代表的是接收端。发射端连接电源端，接收端连接负载端，发射线圈Lp、第一补偿电容Cf1以及第一补偿电感Lr组成原边谐振回路，接收线圈Ls以及第二补偿电容Cs组成副边谐振回路，电源端的能量通过发射线圈Lp发射到接收线圈Ls，发射线圈Lp与接收线圈Ls相互耦合，接收线圈Ls获得感应电压源，传送到负载端，以实现对负载端充电。
在接收端发生异常时，开关S1闭合，将接收线圈Ls短路，后级输出也被短路，能量只能在接收线圈Ls和开关S1之间形成闭环振荡，能量不能传输到后级，从源头上切断后级的能量供应，对后级形成可靠的保护；实时监测发射端的逆变电流大小或者相位，再根据发射端的逆变电流大小或者相位判断接收端是否发生异常，若判断接收端发生异常，则切断发射端的PWM信号，关闭发射端的输出，若判断接收端未发生异常，则继续保持发射端的PWM信号，保持所述发射端的输出，只需要监测发射端的逆变电流大小或者相位，即可快速检测出接收端的保护状态，不需要发射端与接收端无线通信，监测可靠性高，达到快速保护的目的。
进一步解释的，发射端设有发射控制模块，接收端设有接收控制模块。当接收控制模块判断接收端处于异常情况时，闭合开关S1。此时接收控制模块与发射控制模块并未无线通信，发射控制模块只需要监测发射端的逆变电流大小或者相位，即能够判断出接收端是否处于异常情况，并在接收端处于异常情况时关闭输出。
需要说明的是，上述的异常情况指的是，接收端发生过压、过流等可能会对电路甚至负载造成损害的情况。
在此，具体描述闭合开关S1后能避免接收端损坏的原因：
正常工作时，开关S1处于断开状态，发射线圈Lp将能量传送到接收线圈Ls，接收线圈Ls和第二补偿电容Cs处于谐振状态，此时接收线圈Ls的谐振电流
Figure 482955DEST_PATH_IMAGE044
为：
Figure 782349DEST_PATH_IMAGE045
，
其中，
Figure 493953DEST_PATH_IMAGE046
为复数单位，
Figure 952616DEST_PATH_IMAGE047
,
Figure 357053DEST_PATH_IMAGE048
为谐振角频率，
Figure 143743DEST_PATH_IMAGE049
为发射线圈Lp与接收线圈Ls的互感值，
Figure 986934DEST_PATH_IMAGE050
为发射线圈Lp的电流，
Figure 237787DEST_PATH_IMAGE051
为接收端电路的等效阻抗。
当接收端后级电路器件发生故障需要保护的时候，开关S1闭合，将接收线圈Ls短路，后级输出也被短路，能量只能在接收线圈Ls和开关S1之间形成闭环振荡，能量不能传输到后级，从源头上切断后级的能量供应，对后级形成可靠的保护。此时接收线圈Ls的谐振电流
Figure 750808DEST_PATH_IMAGE052
突变为：
Figure 87111DEST_PATH_IMAGE053
，
其中，
Figure 969879DEST_PATH_IMAGE054
为接收线圈Ls的电感值。
结合上述，可得知：
Figure 75238DEST_PATH_IMAGE055
,
其中，
Figure 759160DEST_PATH_IMAGE056
为开关S1闭合前的接收线圈Ls的谐振电流，
Figure 51601DEST_PATH_IMAGE057
为开关S1闭合后的接收线圈Ls的谐振电流，
Figure 502174DEST_PATH_IMAGE058
为接收端品质因数；
进而可得知：
Figure 462040DEST_PATH_IMAGE059
，
则在初始电路设计时，设计合适的
Figure 316864DEST_PATH_IMAGE058
值，例如当
Figure 627759DEST_PATH_IMAGE058
＞1时，就可以确切得知
Figure 350865DEST_PATH_IMAGE060
＜
Figure 165237DEST_PATH_IMAGE061
，也就是说，接收线圈Ls被开关S1短路之后，除了后级无能量输出，接收线圈Ls的谐振电流也会变小，处于保护状态下的电路将变得更加可靠。
实施例七
在实施例六的基础上，本实施例七的在监测所述发射端的逆变电流大小时，所述判断单元包括：
第一判断模块，用于判断所述发射端的逆变电流是否满足以下公式：
Figure 456541DEST_PATH_IMAGE062
，
其中，
Figure 989153DEST_PATH_IMAGE063
为在前监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 515950DEST_PATH_IMAGE064
为在后监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 388091DEST_PATH_IMAGE065
为接收端品质因数；
若判断所述发射端的逆变电流满足公式，判断所述接收端发生异常，若判断所述发射端的逆变电流未满足公式，判断所述接收端正常工作。
在开关S1闭合之前，处于谐振状态的发射端的输入逆变电流
Figure 912613DEST_PATH_IMAGE063
为：
Figure 493374DEST_PATH_IMAGE066
，
其中，
Figure 964806DEST_PATH_IMAGE067
为接收端反射到发射端的等效阻抗，
Figure 816088DEST_PATH_IMAGE068
为逆变输出电压基波，
Figure 449194DEST_PATH_IMAGE069
为第一谐振电容的电容值；
在开关S1闭合之后，发射端的输入逆变电流
Figure 956399DEST_PATH_IMAGE028
突变为：
Figure 824998DEST_PATH_IMAGE070
，
根据上述公式可知：
Figure 468469DEST_PATH_IMAGE071
，
其中，
Figure 272477DEST_PATH_IMAGE072
为开关S1闭合前发射端的输入逆变电流，
Figure 1398DEST_PATH_IMAGE073
为开关S1闭合后发射端的输入逆变电流，也就是说，只要通过实时监测发射端的输入逆变电流，并判断出在前监测到的发射端的输入逆变电流与在后监测到的发射端的输入逆变电流是否满足以下公式：
Figure 673688DEST_PATH_IMAGE074
，
即可判断得出接收端处开关S1是否闭合，即判断出接收端是否发生异常。详细来说，在满足公式的情况下，判断接收端发生异常，关闭发射端的输出，在不满足公式的情况下，判断接收端未发生异常，继续保持发射端的输出。
实施例八
在实施例六的基础上，本实施例八的在监测所述发射端的逆变电流相位时，所述判断单元包括：
第二判断模块，用于判断所述发射端的相位是否变化90°；
若判断所述发射端的相位变化90°，判断所述接收端发生异常，若判断所述发射端的相位未变化90°，判断所述接收端正常工作。
在开关S1闭合之前，处于谐振状态的发射端的输入逆变电流
Figure 437245DEST_PATH_IMAGE075
为：
Figure 146575DEST_PATH_IMAGE076
，
在开关S1闭合之后，发射端的输入逆变电流
Figure 628372DEST_PATH_IMAGE028
为：
Figure 340238DEST_PATH_IMAGE077
，
根据上述公式可知：
Figure 958301DEST_PATH_IMAGE078
，
则判断发射端的相位是否变化90°，在判断发射端的相位变化90°的情况下，判断接收端发生异常，关闭发射端的输出，在判断发射端的相位未变化90°的情况下，判断接收端未发生异常，继续保持发射端的输出。
实施例九
在实施例六至八的基础上，本实施例九的所述发射端还包括第三补偿电容Cp，所述第三补偿电容Cp一端分别连接所述第一补偿电感Lr以及所述第一补偿电容Cf1，所述第三补偿电容Cp另一端连接所述发射线圈Lp。
在本实施例中，无线充电系统采用LCC-S拓扑，图3的TX代表的是发射端，RX代表的是接收端。发射端连接电源端，接收端连接负载端，发射线圈Lp、第一补偿电容Cf1、第一补偿电感Lr以及第三补偿电容Cp组成原边谐振回路，接收线圈Ls以及第二补偿电容Cs组成副边谐振回路，电源端的能量通过发射线圈Lp发射到接收线圈Ls，发射线圈Lp与接收线圈Ls相互耦合，接收线圈Ls获得感应电压源，传送到负载端，以实现对负载端充电。
实施例十
在实施例九的基础上，本实施例十的所述接收端还包括第四补偿电容Cf2以及第二补偿电感Lr2，所述第四补偿电容Cf2一端分别连接所述第二补偿电容Cs以及所述第二补偿电感Lr2，所述第四补偿电容Cf2另一端连接所述开关S1。
在本实施例中，无线充电系统采用LCC-LCC拓扑，图4的TX代表的是发射端，RX代表的是接收端。发射端连接电源端，接收端连接负载端，发射线圈Lp、第一补偿电容Cf1、第一补偿电感Lr以及第三补偿电容Cp组成原边谐振回路，接收线圈Ls、第二补偿电容Cs、第四补偿电容Cf2以及第二补偿电感Lr2组成副边谐振回路，电源端的能量通过发射线圈Lp发射到接收线圈Ls，发射线圈Lp与接收线圈Ls相互耦合，接收线圈Ls获得感应电压源，传送到负载端，以实现对负载端充电。
在本发明中，在接收端发生异常时，开关S1闭合，将接收线圈Ls短路，后级输出也被短路，能量只能在接收线圈Ls和开关S1之间形成闭环振荡，能量不能传输到后级，从源头上切断后级的能量供应，对后级形成可靠的保护；实时监测发射端的逆变电流大小或者相位，再根据发射端的逆变电流大小或者相位判断接收端是否发生异常，若判断接收端发生异常，则关闭发射端的输出，若判断接收端未发生异常，则继续保持所述发射端的输出，只需要监测发射端的逆变电流大小或者相位，即可快速检测出接收端的保护状态，不需要发射端与接收端无线通信，监测可靠性高，达到快速保护的目的。另外，在初始电路设计时，设计合适的
Figure 838533DEST_PATH_IMAGE079
值，例如当
Figure 542046DEST_PATH_IMAGE079
＞1时，就可以确切得知
Figure 556139DEST_PATH_IMAGE080
＜
Figure 28708DEST_PATH_IMAGE081
，也就是说，接收线圈Ls被开关S1短路之后，除了后级无能量输出，接收线圈Ls的谐振电流也会变小，处于保护状态下的电路将变得更加可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无线充电保护方法，其特征在于，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射端以及接收端，所述发射端包括发射线圈、第一补偿电容以及第一补偿电感，所述发射线圈与所述第一补偿电容并联后串联所述第一补偿电感，所述接收端包括接收线圈、开关以及第二补偿电容，所述接收线圈与所述开关并联后串联所述第二补偿电容，在所述接收端发生异常时，所述开关闭合，以短路所述接收线圈，所述无线充电保护方法包括以下步骤：
实时监测所述发射端的逆变电流大小；
根据所述发射端的逆变电流大小判断所述接收端是否发生异常；
若是，关闭所述发射端的输出，若否，继续保持所述发射端的输出；
在监测所述发射端的逆变电流大小时，根据所述发射端的逆变电流大小判断所述接收端是否发生异常的步骤，具体包括：
判断所述发射端的逆变电流是否满足以下公式：
Figure 166069DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 757587DEST_PATH_IMAGE002
为在前监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 248612DEST_PATH_IMAGE003
为在后监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 634594DEST_PATH_IMAGE004
为接收端品质因数；
若是，判断所述接收端发生异常，若否，判断所述接收端正常工作。
2.如权利要求1所述的无线充电保护方法，其特征在于，所述发射端还包括第三补偿电容，所述第三补偿电容一端分别连接所述第一补偿电感以及所述第一补偿电容，所述第三补偿电容另一端连接所述发射线圈。
3.如权利要求2所述的无线充电保护方法，其特征在于，所述接收端还包括第四补偿电容以及第二补偿电感，所述第四补偿电容一端分别连接所述第二补偿电容以及所述第二补偿电感，所述第四补偿电容另一端连接所述开关。
4.一种无线充电保护装置，其特征在于，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括发射端以及接收端，所述发射端包括发射线圈、第一补偿电容以及第一补偿电感，所述发射线圈与所述第一补偿电容并联后串联所述第一补偿电感，所述接收端包括接收线圈、开关以及第二补偿电容，所述接收线圈与所述开关并联后串联所述第二补偿电容，在所述接收端发生异常时，所述开关闭合，以短路所述接收线圈，所述无线充电保护装置包括：
监测单元，用于实时监测所述发射端的逆变电流大小；
判断单元，用于根据所述发射端的逆变电流大小判断所述接收端是否发生异常；
若判断所述接收端发生异常，关闭所述发射端的输出，若判断所述接收端未发生异常，继续保持所述发射端的输出；
在监测所述发射端的逆变电流大小时，所述判断单元包括：
第一判断模块，用于判断所述发射端的逆变电流是否满足以下公式：
Figure 476648DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 606278DEST_PATH_IMAGE005
为在前监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 951808DEST_PATH_IMAGE006
为在后监测到的发射端的输入逆变电流，
Figure 774271DEST_PATH_IMAGE007
为接收端品质因数；
若判断所述发射端的逆变电流满足公式，判断所述接收端发生异常，若判断所述发射端的逆变电流未满足公式，判断所述接收端正常工作。
5.如权利要求4所述的无线充电保护装置，其特征在于，所述发射端还包括第三补偿电容，所述第三补偿电容一端分别连接所述第一补偿电感以及所述第一补偿电容，所述第三补偿电容另一端连接所述发射线圈。
6.如权利要求5所述的无线充电保护装置，其特征在于，所述接收端还包括第四补偿电容以及第二补偿电感，所述第四补偿电容一端分别连接所述第二补偿电容以及所述第二补偿电感，所述第四补偿电容另一端连接所述开关。
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