CN112865326B - 无线充电功率调节方法、计算机装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线充电功率调节方法、计算机装置及计算机可读存储介质，该方法包括：获取发射功率模块的当前输入功率和当前目标功率，根据当前目标功率与当前输入功率的第一功率差值获得对应的电压变化值；获取当前调压精度，判断电压变化值整除当前调压精度的余值是否等于零，若否，根据余值设置对应的待输入电压；根据待输入电压获得待输入功率，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块的PWM驱动信号。该计算机装置包括控制器，控制器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述方法。该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被控制器执行时实现上述方法。本发明可以提高定频调压架构功率调节精度。

Description

无线充电功率调节方法、计算机装置及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体的，涉及一种无线充电功率调节方法，还涉及应用该无线充电功率调节方法的计算机装置，还涉及应用该无线充电功率调节方法的计算机可读存储介质。
背景技术
随着无线充电市场的高速增长，目前无线充电发射器采用的功率调节方式分为三种：变频架构、定频调占空比架构以及定频调压架构。其中，定频调压架构是通过固定工作频率改变输入电压的方式来调节发射功率，通常通过两种方式实现输入电压调节：一是输入固定电压，外加一个可调电压的电路，通过调节PWM占空比对输入电压进行调节；二是使用具有可步进调压的适配器，外加一颗可申请步进调压的芯片，通过芯片去调节适配器输入电压。这两种方式都有一个弊端：当调压精度不高时，例如，若需要调节的目标电压为1.3V，而步进调压精度为0.2V，则系统只能调压至1.2V或1.4V，无法调至1.3V，从而会导致系统无法满足接收端的功率要求，导致调节精度降低。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种可以提高定频调压架构功率调节精度的无线充电功率调节方法。
本发明的第二目的是提供一种可以提高定频调压架构功率调节精度的计算机装置。
本发明的第三目的是提供一种可以提高定频调压架构功率调节精度的计算机可读存储介质。
为了实现上述第一目的，本发明提供的无线充电功率调节方法包括：获取发射功率模块的当前输入功率和当前目标功率，根据当前目标功率与当前输入功率的第一功率差值获得对应的电压变化值；获取当前调压精度，判断电压变化值整除当前调压精度的余值是否等于零;若否，根据余值设置对应的待输入电压；根据待输入电压获得待输入功率，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块的PWM驱动信号。
由上述方案可见，本发明的无线充电功率调节方法通过判断电压变化值整除当前调压精度的余值是否等于零，从而确定当前调压精度是否满足电压变化值的要求，在不满足电压变化值的要求时，通过电压变化值整除当前调压精度的余值设置对应的待输入电压，之后，还通过当前目标功率与待输入功率的第二功率差值自适应地调节发射功率模块的PWM驱动信号，使得发射功率模块发射的功率满足当前目标功率的要求，提高功率调节精度。
进一步的方案中，获取发射功率模块的当前输入功率和当前目标功率的步骤包括：获取无线充电接收器所发送的误差控制包和发射功率模块的当前输入电流，根据误差控制包和当前输入电流获得发射功率模块的当前目标功率。
由此可见，在获取当前目标功率时，通过无线充电接收器所发送的误差控制包和当前输入电流进行计算获得，可更好的满足无线充电接收器的通信要求。
进一步的方案中，在判断电压变化值整除当前调压精度的余值是否等于零的步骤后，方法还包括：若电压变化值整除当前调压精度的余值等于零，则设置待输入电压等于当前输入电压与电压变化值之和。
由此可见，若电压变化值整除当前调压精度的余值等于零，则确定当前调压精度满足电压变化值的要求，将当前输入电压与电压变化值之和作为待输入电压进行功率调节。
进一步的方案中，根据余值设置对应的待输入电压的步骤包括：若余值小于当前调压精度的一半，则待输入电压由以下公式获得：V_now3=V_now1+V_step×n1，其中，V_now1为当前输入电压，V_step为当前调压精度，n1为步进幅度，n1等于电压变化值整除当前调压精度的商值。
进一步的方案中，根据余值设置对应的待输入电压的步骤还包括：若余值大于或等于当前调压精度的一半，则待输入电压由以下公式获得：V_now4=V_now1+V_step×n2，其中，V_now1为当前输入电压，V_step为当前调压精度，n2为步进幅度，n2等于电压变化值整除当前调压精度的商值+1。
由此可见，通过对余值的判断，确定最接近目标电压的待输入电压，在余值较小时，选择低位电压，在余值较大时，选择高位电压，从而提高功率调节的精度。
进一步的方案中，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：对第二功率差值进行PID处理，获得PWM驱动信号的占空比变化值；根据占空比变化值调节PWM驱动信号。
由此可见，由于占空比越小，功率越低，因此，在调节PWM驱动信号时，可通过占空比变化值进行调节，且通过对第二功率差值进行PID处理，可提高调节的精度。
进一步的方案中，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：对第二功率差值进行PID处理，获得PWM驱动信号的相位变化值；根据相位变化值调节PWM驱动信号。
由此可见，由于相位差越小，功率越低，因此，在调节PWM驱动信号时，可通过相位变化值进行调节，且通过对第二功率差值进行PID处理，可提高调节的精度。
进一步的方案中，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：对第二功率差值进行PID处理，获得PWM驱动信号的频率变化值；根据频率变化值调节PWM驱动信号。
由此可见，由于频率越高，功率越低，因此，在调节PWM驱动信号时，可通过频率变化值进行调节，且通过对第二功率差值进行PID处理，可提高调节的精度。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供计算机装置包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的无线充电功率调节方法的步骤。
为了实现本发明的第三目的，本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被控制器执行时实现上述的无线充电功率调节方法的步骤。
附图说明
图1是应用本发明无线充电功率调节方法的无线充电发射器的电路原理框图。
图2是本发明无线充电功率调节方法实施例的流程图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
本发明的无线充电功率调节方法是应用在无线充电发射器中的应用程序，用于对无线充电功率调节。无线充电发射器采用定频调压架构。优选的，参见图1，无线充电发射器设置有主控电路1、电源模块2、发射功率模块3和通信模块4。电源模块2用于向主控电路1、发射功率模块3和通信模块4提供电源。发射功率模块3用于给无线充电接收器提供能量，主控电路1通过PWM驱动信号控制发射功率模块3的全桥变换器电路工作在一定的频率段，将能量发射到功率接收端。通信模块4用于解析无线充电接收器发送过来的数据包，并将数据包发送至主控电路1进行处理。主控电路1用于获取电源模块2向发射功率模块3提供的电压、电流和功率等电源数据，并根据电源数据调节发射功率模块3的发射功率。主控电路1、电源模块2、发射功率模块3和通信模块4均采用公知的电路模块，在此不再赘述。
本发明还提供一种计算机装置，该计算机装置包括控制器，控制器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述的无线充电功率调节方法的步骤。本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被控制器执行时实现上述的无线充电功率调节方法的步骤。
无线充电功率调节方法实施例：
本实施例的无线充电功率调节方法是应用在无线充电发射器中主控电路1的应用程序。
如图1所示，本发明的无线充电功率调节方法在工作时，首先执行步骤S1，获取发射功率模块3的当前输入功率和当前目标功率，根据当前目标功率与当前输入功率的第一功率差值获得对应的电压变化值。由于在调压架构的无线充电发射器中，需要对电压进行调节，因此，需要将当前输入功率和当前目标功率转换成电压变化值，以便进行电压调节控制。当前输入功率可通过获取电源模块2向发射功率模块3提供电源数据获得。在根据第一功率差值获得对应的电压变化值时，采用无线充电Qi协议中的方法，将功率差值作为参数，代入到PID算法中，从而计算出电压变化值，此为本领域技术人员所公知的技术，在此不再赘述。
为了使发射功率实时适应无线充电接收器的通信要求，本实施例中，获取发射功率模块的当前输入功率和当前目标功率的步骤包括：获取无线充电接收器所发送的误差控制包和发射功率模块的当前输入电流，根据误差控制包和当前输入电流获得发射功率模块的当前目标功率。其中，误差控制包为无线充电Qi协议中负责功率控制的数据包，根据无线充电Qi协议，在计算当前目标功率时，根据误差控制包中得到一个误差控制值，该误差控制值的范围是-128至+127，根据误差控制值得到一个控制参数，该控制参数等于误差控制值除以128，将当前输入电流与该控制参数相乘得到电流改变值，将该电流改变值代入PID算法，得到对应的电压改变值，再根据电压改变值换算成当前目标功率，通过误差控制包和当前输入电流计算出对应的目标功率值在无线充电Qi协议中为本领域技术人员所公知的计算方法，在此不再赘述。
获得电压变化值后，执行步骤S2，获取当前调压精度。调压精度可根据系统需要设置。无线充电发射器进行电压调节时，需要步进式调节电压，使电压逐步达到目标电压值，因此，调压精度是无线充电发射器中每次调节的电压值。例如，每次调节的电压值为200mV，则调压精度为200mV。
获取当前调压精度后，执行步骤S3, 判断电压变化值整除当前调压精度的余值是否等于零。为了判断当前调压精度是否满足电压变化值的要求，需要判断电压变化值整除当前调压精度的余值是否等于零。例如，假设目标电压需要调整1100mV，系统的调压精度为200mV，那么只能调整1000mV或1200mV，无法满足调压1100mV的要求。
若确定电压变化值整除当前调压精度的余值等于零，则执行步骤S4，设置待输入电压等于当前输入电压与电压变化值之和。电压变化值整除当前调压精度的余值等于零，则说明当前调压精度满足电压变化值的调压要求，因此，将待输入电压设置为当前输入电压与电压变化值之和即可。当前调压精度满足电压变化值的调压要求时，通过调节电压即可满足功率调节要求，因此，设置待输入电压后，主控电路1可根据待输入电压调节电源模块2向发射功率模块3输送的电压，从而使无线充电发射器发送出的功率符合无线充电接收器的功率需求。
若确定电压变化值整除当前调压精度的余值不等于零，则执行步骤S5，根据余值设置对应的待输入电压。在当前调压精度不满足电压变化值的要求时，需通过电压变化值整除当前调压精度的余值设置对应的待输入电压，提高功率调节精度。
本实施例中，根据余值设置对应的待输入电压的步骤包括：若余值小于当前调压精度的一半，则待输入电压由以下公式获得：V_now2=V_now1+V_step×n1，其中，V_now1为当前输入电压，V_step为当前调压精度，n1为步进幅度，n1等于电压变化值整除当前调压精度的商值；若余值大于或等于当前调压精度的一半，则待输入电压由以下公式获得：V_now3=V_now1+V_step×n2，其中，V_now1为当前输入电压，V_step为当前调压精度，n2为步进幅度，n2等于电压变化值整除当前调压精度的商值+1。通过对余值的判断，确定最接近目标电压的待输入电压，在余值较小时，选择低位电压，在余值较大时，选择高位电压，从而待输入电压与目标电压的差值，提高功率调节的精度。
例如，当前输入电压V_now1为600mV，系统的调压精度V_step为200mV，若电压变化值为680，则680除以200的商值等于3，即步进幅度等于3，余值等于80且小于200的一半，那么待输入电压为600+200×3 mV；若电压变化值为720，则720除以200的商值等于3，即步进幅度等于3，余值等于120且大于200的一半，那么待输入电压为600+200×(3+1)mV。
获得待输入电压后，执行步骤S6，根据待输入电压获得待输入功率，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块3的PWM驱动信号。获得待输入电压进行电源模块2的控制后，为了进一步提高调节的精度，还需要对发射功率模块3的PWM驱动信号进行调节。获得待输入电压进行电源模块2的控制后，通过采集待输入电压对应的电流值，从而可计算出待输入电压对应的待输入功率。
PWM驱动信号的占空比、相位或频率与发射功率之间均存在影响，因此，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块3的PWM驱动信号时，可通过PWM驱动信号的占空比、相位或频率进行调节。
一个实施例中，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：对第二功率差值进行PID处理，获得PWM驱动信号的占空比变化值；根据占空比变化值调节PWM驱动信号。由于占空比越小，功率越低，因此，可通过占空比变化值进行调节PWM驱动信号，且通过对第二功率差值进行PID处理获得PWM驱动信号的占空比变化值，可提高占空比调节的精度。
另一个实施例中，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：对第二功率差值进行PID处理，获得PWM驱动信号的相位变化值；根据相位变化值调节PWM驱动信号。由于相位差越小，功率越低，因此，在调节PWM驱动信号时，可通过相位变化值进行调节，且通过对第二功率差值进行PID处理获得PWM驱动信号的相位变化值，可提高调节的精度。
又一个实施例中，根据当前目标功率与待输入功率的第二功率差值调节发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：对第二功率差值进行PID处理，获得PWM驱动信号的频率变化值；根据频率变化值调节PWM驱动信号。由于频率越高，功率越低，因此，在调节PWM驱动信号时，可通过频率变化值进行调节，且通过对第二功率差值进行PID处理，可提高调节的精度。
发射功率模块3获得调节的PWM驱动信号后，可向无线充电接收器发送对应的功率信号，从而实现充电操作。
计算机装置实施例：
本实施例的计算机装置包括控制器，控制器执行计算机程序时实现上述无线充电功率调节方法实施例中的步骤。
例如，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由控制器执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在计算机装置中的执行过程。
计算机装置可包括，但不仅限于，控制器、存储器。本领域技术人员可以理解，计算机装置可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算机装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
例如，控制器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用控制器、数字信号控制器 (DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用控制器可以是微控制器或者该控制器也可以是任何常规的控制器等。控制器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，控制器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。例如，存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（例如声音接收功能、声音转换成文字功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（例如音频数据、文本数据等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式 硬盘，智能存储卡（SmartMediaCard, SMC），安全数字（SecureDigital, SD）卡，闪存卡（FlashCard）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
计算机可读存储介质实施例：
上述实施例的计算机装置集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，实现上述无线充电功率调节方法实施例中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被控制器执行时，可实现上述无线充电功率调节方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
由上述可知，本发明的无线充电功率调节方法通过判断电压变化值整除当前调压精度的余值是否等于零，从而确定当前调压精度是否满足电压变化值的要求，在不满足电压变化值的要求时，通过电压变化值整除当前调压精度的余值设置对应的待输入电压之后，还通过当前目标功率与待输入功率的第二功率差值自适应地调节发射功率模块的PWM驱动信号，使得发射功率模块发射的功率满足当前目标功率的要求，提高功率调节精度。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无线充电功率调节方法，应用于无线充电发射器，其特征在于：所述方法包括：
获取发射功率模块的当前输入功率和当前目标功率，根据所述当前目标功率与所述当前输入功率的第一功率差值获得对应的电压变化值；
获取当前调压精度，判断所述电压变化值整除所述当前调压精度的余值是否等于零，若否，根据所述余值设置对应的待输入电压，若是，则设置所述待输入电压等于当前输入电压与所述电压变化值之和；
根据所述待输入电压获得待输入功率，根据所述当前目标功率与所述待输入功率的第二功率差值调节所述发射功率模块的PWM驱动信号；
其中，根据所述余值设置对应的待输入电压的步骤包括：若所述余值小于所述当前调压精度的一半，则所述待输入电压由以下公式获得：V_now3=V_now1+V_step×n1，其中，V_now1为当前输入电压，V_step为当前调压精度，n1为步进幅度，n1等于所述电压变化值整除所述当前调压精度的商值；若所述余值大于或等于所述当前调压精度的一半，则所述待输入电压由以下公式获得：V_now4=V_now1+V_step×n2，其中，V_now1为当前输入电压，V_step为当前调压精度，n2为步进幅度，n2等于所述电压变化值整除所述当前调压精度的商值+1。
2.根据权利要求1所述的无线充电功率调节方法，其特征在于：
所述获取发射功率模块的当前输入功率和当前目标功率的步骤包括：
获取无线充电接收器所发送的误差控制包和所述发射功率模块的当前输入电流，根据所述误差控制包和所述当前输入电流获得所述发射功率模块的所述当前目标功率。
3.根据权利要求1或2所述的无线充电功率调节方法，其特征在于：
所述根据所述当前目标功率与所述待输入功率的第二功率差值调节所述发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：
对所述第二功率差值进行PID处理，获得所述PWM驱动信号的占空比变化值；
根据所述占空比变化值调节所述PWM驱动信号。
4.根据权利要求1或2所述的无线充电功率调节方法，其特征在于：
所述根据所述当前目标功率与所述待输入功率的第二功率差值调节所述发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：
对所述第二功率差值进行PID处理，获得所述PWM驱动信号的相位变化值；
根据所述相位变化值调节所述PWM驱动信号。
5.根据权利要求1或2所述的无线充电功率调节方法，其特征在于：
所述根据所述当前目标功率与所述待输入功率的第二功率差值调节所述发射功率模块的PWM驱动信号的步骤包括：
对所述第二功率差值进行PID处理，获得所述PWM驱动信号的频率变化值；
根据所述频率变化值调节所述PWM驱动信号。
6.一种计算机装置，包括处理器以及存储器，其特征在于：所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的无线充电功率调节方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被控制器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的无线充电功率调节方法的步骤。
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