CN113452150A - 无线充电系统及无线充电准恒功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线充电系统及无线充电准恒功率控制方法，包括：充电电路、母线电容、电压传感器、电流传感器以及无线充电单元，所述充电电路包括电源、变换器、变换器控制电路；所述充电电路用于为无线充电单元供电；所述母线电容用于对所述充电电路输入能量进行缓冲，以保持输出电压稳定；所述电压传感器用于检测所述充电电路的输出电压值；所述电流传感器用于检测所述充电电路的输出电流值；所述电源用于为无线充电单元提供充电电源；所述变换器用于在所述变换器控制电路的控制下对所述电源的输出功率进行变换，以使所述充电电路的输出功率保持恒定；所述变换器控制电路用于根据所述充电电路的输出电压值和所述充电电路的输出电流值向所述变换器输出PWM控制信号；所述无线充电单元，用于为蓄电池充电。本发明提供的方案，能够向蓄电池输出恒定充电功率，解决了充电功率不稳定的问题，实现了对蓄电池的可靠充电。

Description

无线充电系统及无线充电准恒功率控制方法

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种无线充电系统及无线充电准恒功率控制方法。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，人们的生活水平不断提高，各种电子设备进入人们的日常生活，给人们的生活带来极大的便利，但同时，如何及时为电子设备补充电能也困扰着人们。

现有的有线充电技术是一种接触式充电，通过充电线连接电源和蓄电池，对蓄电池进行充电，这种方法存在一些缺点，如活动半径小、设备磨损导致的安全性问题、充电功率不可控。

因此，现有的充电技术难以满足人们对远距离传输、安全可靠的充电技术的追求。

发明内容

本发明提供一种无线充电系统及无线充电准恒功率控制方法，通过变换器控制电路控制变换器对电源提供的输入功率进行变换后，再利用无线充电单元对变换后的功率进行调节输出给蓄电池，解决了充电功率不稳定的问题，实现了对蓄电池的可靠充电。

第一方面，本发明实施例提供一种无线充电系统，包括：充电电路、母线电容、电压传感器、电流传感器以及无线充电单元，所述充电电路包括电源、变换器、变换器控制电路；

其中，所述充电电路与所述无线充电单元连接，所述充电电路用于为无线充电单元供电；

所述母线电容设置于所述充电电路与无线充电单元之间，所述母线电容用于对所述无线充电单元的输入能量进行缓冲，以保持所述充电电路输出电压稳定；

所述电压传感器设置于所述充电电路的输出端，用于检测所述充电电路的输出电压值；

所述电流传感器设置于所述充电电路的输出端，用于检测所述充电电路的输出电流值；

所述电源与所述变换器的输入端连接，用于为无线充电单元提供充电电源；

所述变换器的输入端与所述电源连接，所述变换器的输出端通过所述母线电容与所述无线充电单元连接，用于在所述变换器控制电路的控制下对所述电源的输出功率进行变换，以使所述充电电路的输出功率保持恒定；

所述变换器控制电路，用于根据所述充电电路的输出电压值和所述充电电路的输出电流值向所述变换器输出PWM控制信号；

所述无线充电单元，用于为蓄电池充电。

可选实施例中，所述变换器控制电路包括：第一运算放大器、第二运算放大器、限幅单元以及PWM控制器；

所述第一运算放大器的同相输入端用于接收预设基准电压，所述第一运算放大器的反相输入端用于接收所述充电电路的输出电压反馈信号，所述第一运算放大器的输出端与所述限幅单元的输入端连接，所述第一运算放大器用于根据所述预设基准电压和所述充电电路的输出电压输出第一模拟控制信号；

所述限幅单元的输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述限幅单元的输出端与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述限幅单元用于对所述第一模拟控制信号进行限幅处理，输出基准电流信号；

所述第二运算放大器的同相输入端用于接收所述基准电流信号，所述第二运算放大器的反相输入端用于接收所述充电电路的输出电流反馈信号，所述第二运算放大器的输出端与所述PWM控制器的输入端连接，所述第二运算放大器用于根据所述基准电流信号和所述充电电路的输出电流输出第二模拟控制信号；

所述PWM控制器的输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述PWM控制器的信号输出端与所述变换器的控制端连接，所述PWM控制器用于对所述第二模拟控制信号进行转换，向所述变换器输出PWM控制信号。

可选实施例中，所述无线充电单元包括发射级逆变电路、驱动电路、微控制器、发射级补偿网络、发射线圈、接收线圈、接收级补偿网络、接收级整流滤波电路。

进一步地，所述微控制器用于根据所述充电电路的输出电压和输出电流生成驱动电路控制信号，以控制所述驱动电路对所述发射级逆变电路的工作频率进行控制。

第二方面，本发明实施例提供一种无线充电准恒功率控制方法，应用于第一方面任一项所述的无线充电系统，所述方法包括：

利用所述电压传感器和电流传感器分别获取所述充电电路的输出电压和输出电流；

利用所述变换器控制电路根据所述充电电路的输出电压和输出电流向所述变换器输出PWM控制信号；

利用所述变换器根据所述PWM控制信号对来自所述电源的输入功率进行变换，并向所述无线充电单元输出变换后的功率；

利用所述无线充电单元对来自所述变换器的输入功率进行调节，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定。

可选实施例中，所述利用所述变换器控制电路根据所述充电电路的输出电压和输出电流向所述变换器输出PWM控制信号，包括：

利用所述第一运算放大器根据预设的基准电压和所述充电电路的输出电压反馈信号输出第一模拟控制信号；

利用所述限幅单元对所述第一模拟控制信号进行限幅处理，输出基准电流信号；

利用所述第二运算放大器根据所述基准电流信号和所述充电电路的输出电流反馈信号输出第二模拟控制信号；

利用PWM控制器将所述第二模拟控制信号转换成相应的PWM控制信号，并向所述变换器发送PWM控制信号，以控制所述变换器对来自所述电源的输入功率进行变换。

可选实施例中，所述利用所述无线充电单元对来自所述变换器的输入功率进行调节，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定，包括：

对所述无线充电单元的输入电压和输入电流进行AD采样得到采样输入电压和采样输入电流，并根据所述采样输入电压和采样输入电流计算所述无线充电单元的的输入功率；

判断所述无线充电单元的输入功率是否位于预设的功率范围内，并根据发射级逆变电路的输入功率与工作频率的关联信息进一步判断所述无线充电单元的输入功率与工作频率的变动方向是否相同，其中，发射级逆变电路的输入功率与工作频率的关联信息表示发射级逆变电路的输入功率随着发射级逆变电路的工作频率的变动趋势；

根据判断结果向所述发射级逆变电路发出相应的频率控制信号，控制所述发射级逆变电路的工作频率，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定。

可选实施例中，所述根据判断结果向所述发射级逆变电路发出相应的频率控制信号，控制所述发射级逆变电路的工作频率，包括：

若所述无线充电单元的输入功率位于预设的功率范围内，则向所述发射级逆变电路发出保持当前工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路保持当前的工作频率；

若所述无线充电单元的输入功率低于预设的功率范围的最低功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向相同，则向所述发射级逆变电路发出增加工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路加快工作频率；

若所述无线充电单元的输入功率低于预设的功率范围的最低功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向不相同，则向所述发射级逆变电路发出减小工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路减小工作频率；

若所述无线充电单元的输入功率高于预设的功率范围的最高功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向相同，则向所述发射级逆变电路发出减小工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路减小工作频率；

若所述无线充电单元的输入功率高于预设的功率范围的最高功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向不相同，则向所述发射级逆变电路发出增加工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路加快工作频率。

本发明提供一种无线充电系统、无线充电准恒功率控制方法以及电子设备，包括：充电电路、母线电容、电压传感器、电流传感器以及无线充电单元，所述充电电路包括电源、变换器、变换器控制电路；其中，所述充电电路与所述无线充电单元连接，所述充电电路用于为无线充电单元供电；所述母线电容设置于所述充电电路与无线充电单元之间，所述母线电容用于对所述充电电路输入能量进行缓冲，以保持输出电压稳定；所述电压传感器设置于所述充电电路的输出端，用于检测所述充电电路的输出电压值；所述电流传感器设置于所述充电电路的输出端，用于检测所述充电电路的输出电流值；所述电源与所述变换器的输入端连接，用于为无线充电单元提供充电电源；所述变换器的输入端与所述电源连接，所述变换器的输出端通过所述母线电容与所述无线充电单元连接，用于在所述变换器控制电路的控制下对所述电源的输出功率进行变换，以使所述充电电路的输出功率保持恒定；所述变换器控制电路，用于根据所述充电电路的输出电压值和所述充电电路的输出电流值向所述变换器输出PWM控制信号；所述无线充电单元，用于为蓄电池充电。本发明提供的方案，通过变换器控制电路控制变换器对电源提供的输入功率功率进行变换后，再利用无线充电单元对变换后的功率进行调节并向蓄电池输出恒定充电功率，解决了充电功率不稳定的问题，实现了对蓄电池的可靠充电。

应当理解，上述发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本公开实施例提供的一种无线充电系统实施例一的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的一种无线充电系统实施例二的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的一种无线充电单元的结构示意图；

图4为本公开实施例提供的一种无线充电准恒功率控制方法的流程图；

图5为发射级逆变电路输入功率随发射级逆变电路的工作频率的变动趋势曲线。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

随着经济的发展和社会的进步，人们的生活水平不断提高，各种电子设备应运而生，这些电子设备给人们的生活带来极大的便利，但同时，如何及时为电子设备补充电能也困扰着人们。

现有的有线充电技术是一种接触式充电，通过充电线连接电源和蓄电池，对蓄电池进行充电，由于蓄电池与电源相连，难以灵活移动，且充电线在使用过程中容易发生磨损，导致安全隐患，另外，充电功率难以保持在恒定范围内。

因此，现有的充电技术难以满足人们对远距离传输、安全可靠的充电技术的追求。

针对这些问题，发明人研究发现，可以采用无线充电系统为蓄电池充电，在无线充电系统中设置有变换器、变换器控制电路以及无线充电单元，通过变换器控制电路控制变换器对电源提供的输入功率功率进行变换后，再利用无线充电单元对变换后的功率进行调节并向蓄电池输出恒定充电功率，解决了充电功率不稳定的问题，实现了对蓄电池的远距离可靠充电。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本公开实施例提供的一种无线充电系统实施例一的结构示意图，如图1所示，无线充电系统1用于为蓄电池充电，一般可以设置在电子设备中，也可以作为外接的充电电路，对此本申请不做限制。本实施例提供的无线充电系统1包括：充电电路11、母线电容12、电压传感器13以及电流传感器14以及无线充电单元15，所述充电电路11包括电源111、变换器112、变换器控制电路113；

其中，所述充电电路11与所述无线充电单元15连接，所述充电电路11用于为无线充电单元供电；

所述母线电容12设置于所述充电电路11与无线充电单元之间，所述母线电容12用于对所述无线充电单元15输入能量进行缓冲，以保持所述充电电路11输出电压稳定；

所述电压传感器13设置于所述充电电路11的输出端，用于检测所述充电电路11的输出电压值；

所述电流传感器14设置于所述充电电路11的输出端，用于检测所述充电电路11的输出电流值；

所述无线充电单元15，用于为蓄电池充电；

所述电源111与所述变换器112的输入端连接，用于为所述无线充电单元15提供充电电源；

所述变换器112的输入端与所述电源111连接，所述变换器112的输出端通过所述母线电容12与所述无线充电单元15连接，用于在所述变换器控制电路113的控制下对所述电源111的输出功率进行变换，以使所述充电电路11的输出功率保持恒定；

所述变换器控制电路113，用于根据所述充电电路11的输出电压值和所述充电电路的输出电流值向所述变换器112输出PWM控制信号。

其中，母线电容一般分为变频器直流母线电容、逆变器直流母线电容，主要作用是作为支撑电容，即维持母线直流电压的恒定，使其基本保持在一定的稳定值范围。

由于对蓄电池进行充电的充电功率要保持在恒定范围内，才能满足实际应用的需要，因此设计一种无线充电系统，在实现远距离充电的基础上，使蓄电池的充电功率保持恒定。

本实施例中，变换器控制电路113可以直接向变换器112的控制端发送控制信号，控制变换器112的工作状态，或者变换器控制电路113可以根据充电电路的输出电压值和充电电路的输出电流值向变换器113输出PWM控制信号，控制变换器112的工作状态，对电源111的输出功率进行变换。整个充电过程中，电压传感器13检测充电电路11的输出电压值，电流传感器14检测充电电路11的输出电流值，母线电容12对充电电路11的输入能量进行缓冲，以保持输出电压稳定。

需要说明的是，所述变换器类型可以为直流变换器或交流变换器，与电源类型匹配即可，当电源为直流电源，则变换器类型选择直流变换器；当电源为交流电源，则变换器类型选择交流变换器。

本公开实施例提供了一种无线充电系统，包括：充电电路、母线电容、电压传感器、电流传感器以及无线充电单元，所述充电电路包括电源、变换器、变换器控制电路；其中，所述充电电路与所述无线充电单元连接，所述充电电路用于为无线充电单元供电；所述母线电容设置于所述充电电路与无线充电单元之间，所述母线电容用于对所述无线充电单元的输入能量进行缓冲，以保持所述充电电路输出电压稳定；所述电压传感器设置于所述充电电路的输出端，用于检测所述充电电路的输出电压值；所述电流传感器设置于所述充电电路的输出端，用于检测所述充电电路的输出电流值；所述电源与所述变换器的输入端连接，用于为无线充电单元提供充电电源；所述变换器的输入端与所述电源连接，所述变换器的输出端通过所述母线电容与所述无线充电单元连接，用于在所述变换器控制电路的控制下对所述电源的输出功率进行变换，以使所述充电电路的输出功率保持恒定；所述变换器控制电路，用于根据所述充电电路的输出电压值和所述充电电路的输出电流值向所述变换器输出PWM控制信号。所述无线充电单元，用于为蓄电池充电。本实施例提供的无线充电系统，系统中设有变换器、变换器控制电路和无线充电单元，通过变换器控制电路控制变换器对电源提供的输入功率进行变换后，再利用无线充电单元对变换后的功率进行调节并向蓄电池输出恒定充电功率，解决了充电功率不稳定的问题，实现了对蓄电池的可靠充电。

在上述实施例的基础上，变换器控制电路113是整个无线充电系统1的核心部分，变换器控制电路113由多种器件组成，使得该电路可以通过控制变换器112的工作状态来对电源111的输出功率进行变换，具体地，图2为本公开实施例提供的一种无线充电系统实施例二的结构示意图，如图2所示，变换器控制电路113包括：第一运算放大器1131、第二运算放大器1132、限幅单元1133以及PWM控制器1134；

所述第一运算放大器1131的同相输入端用于接收预设基准电压，所述第一运算放大器的反相输入端用于接收所述充电电路11的输出电压反馈信号，所述第一运算放大器1131的输出端与所述限幅单元1133的输入端连接，所述第一运算放大器1131用于根据所述预设基准电压和所述充电电路的输出电压输出第一模拟控制信号；

所述限幅单元1133的输入端与所述第一运算放大器1131的输出端连接，所述限幅单元1133的输出端与所述第二运算放大器1132的同相输入端连接，所述限幅单元1133用于对所述第一模拟控制信号进行限幅处理，输出基准电流信号；

所述第二运算放大器1132的同相输入端用于接收所述基准电流，所述第二运算放大器1132的反相输入端用于接收所述充电电路11的输出电流反馈信号，所述第二运算放大器1132的输出端与所述PWM控制器1134的输入端连接，所述第二运算放大器1132用于根据所述基准电流信号和所述充电电路的输出电流输出第二模拟控制信号；

所述PWM控制器1134的输入端与所述第二运算放大器1132的输出端连接，所述PWM控制器1134的信号输出端与所述变换器112的控制端连接，所述PWM控制器1134用于对所述第二模拟控制信号进行转换，向所述变换器输出PWM控制信号。

其中，运算放大器是一个内含多级放大电路的电子集成电路，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。

本实施例中，第一运算放大器1131根据预设基准电压和充电电路的输出电压进行计算得到电压控制信号，向限幅单元11133输出电压控制信号，限幅单元1133对接收的电压变化信号进行转换，并进行限幅处理得到基准电流信号，向第二运算放大器1132输出基准电流信号，第二运算放大器1132用于根据接收的基准电流信号和充电电路的输出电流输出电流控制信号至PWM控制器1134，PWM控制器1134根据接收的电流控制信号输出相应的PWM控制信号，以控制变换器112的工作状态，使得变换器112能够向无线充电单元15输出目标功率。

需要说明的是，基准电压和基准电流是可调的，不同的基准电压和基准电流可使得变换器输出不同的目标功率。

图3为本公开实施例提供的一种无线充电单元的结构示意图，如图3所示，无线充电单元15包括发射级逆变电路151、驱动电路152、微控制器153、发射级补偿网络154、发射线圈155、接收线圈156、接收级补偿网络157以及接收级整流滤波电路158。

本实施例中，微控制器153向驱动电路152发送控制信号，控制驱动电路152向发射级逆变电路151发送驱动信号，驱动发射级逆变电路151将直流电压转换为交流电压并加载到发射级补偿网络154，发射级补偿网络154产生交流电流，该交流电流通过发射线圈155产生磁场，接收线圈156感应到发射线圈155产生的磁场，并在接收级补偿网络157两端产生交流电流，该交流电流通过接收级整流滤波电路158转化为直流电压，用以为蓄电池充电。

在一种可能的实施方式中，微控制器153需要控制无线充电单元15输出恒定充电功率，微控制器153用于根据所述充电电路的输出电压和输出电流生成驱动电路控制信号，以控制所述驱动电路对所述发射级逆变电路的工作频率进行控制。

也就是说，微控制器153获取充电电路的输出电压和输出电流，微控制器153判断充电电路的输出功率是否在预设的范围内，微控制器153根据判断结果控制驱动电路152向发射级逆变电路151发送驱动信号，驱动发射级逆变电路151增加工作频率或减小工作频率。

图4为本公开实施例提供的一种无线充电准恒功率控制方法的流程图，应用于如前述实施例所述的无线充电系统，如图5所示，所述方法包括：

S1、利用所述电压传感器和电流传感器分别获取所述充电电路的输出电压和输出电流。

S2、利用所述变换器控制电路根据所述充电电路的输出电压和输出电流向所述变换器输出PWM控制信号。

本实施例中，变换器控制电路根据充电电路的输出电压值和充电电路的输出电流值向变换器输出PWM控制信号，以控制变换器的工作状态，对电源的输出功率进行变换，尽可能输出恒定的输出功率。

在一种可能的实施方式中，利用所述变换器控制电路根据所述充电电路的输出电压和输出电流向所述变换器输出PWM控制信号，具体包括：利用所述第一运算放大器根据预设的基准电压和所述充电电路的输出电压反馈信号输出第一模拟控制信号；利用所述限幅单元对所述第一模拟控制信号进行限幅处理，输出基准电流信号；利用所述第二运算放大器根据所述基准电流信号和所述充电电路的输出电流反馈信号输出第二模拟控制信号；利用PWM控制器将所述第二模拟控制信号转换成相应的PWM控制信号，并向所述变换器发送PWM控制信号，以控制所述变换器对来自所述电源的输入功率进行变换。

S3、利用所述变换器根据所述PWM控制信号对来自所述电源的输入功率进行变换，并向所述无线充电单元输出变换后的功率。

本实施例中，变换器的开关管在PWM控制信号的控制下，在导通状态和断开状态之间切换，从而使得开关管处于相应的工作状态，实现对电源输出功率的变换。

S4、利用所述无线充电单元对来自所述变换器的输入功率进行调节，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定。

本实施例中，无线充电单元根据充电电路的输出电压和输出电流对变换器变换后输入进来的功率进行调节，输出恒定的充电功率。

在一种可能的实施方式中，利用所述无线充电单元对输入功率进行调节，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定，包括：对所述无线充电单元的输入电压和输入电流进行AD采样得到采样输入电压和采样输入电流，并根据所述采样输入电压和采样输入电流计算所述无线充电单元的的输入功率；判断所述无线充电单元的输入功率是否位于预设的功率范围内，并根据发射级逆变电路的输入功率与工作频率的关联信息进一步判断所述无线充电单元的输入功率与工作频率的变动方向是否相同，其中，发射级逆变电路的输入功率与工作频率的关联信息表示发射级逆变电路的输入功率随着发射级逆变电路的工作频率的变动趋势；根据判断结果向所述发射级逆变电路发出相应的频率控制信号，控制所述发射级逆变电路的工作频率，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定。

参照图5，如图5所示，发射级逆变电路输入功率随发射级逆变电路的工作频率的变动趋势曲线，而发射级逆变电路输出功率随发射级逆变电路的工作频率的变动趋势具有相似的变化特征，根据该变化特征，利用微控制器控制驱动电路驱动发射级逆变电路对输入功率进行调节，使得输入功率保持在预设的功率范围内，从而使得充电功率也维持在设定的功率范围内。

进一步地，根据判断结果向所述发射级逆变电路发出相应的频率控制信号，控制所述发射级逆变电路的工作频率，具体包括：若所述无线充电单元的输入功率位于预设的功率范围内，则向所述发射级逆变电路发出保持当前工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路保持当前的工作频率；若所述无线充电单元的输入功率低于预设的功率范围的最低功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向相同，则向所述发射级逆变电路发出增加工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路加快工作频率；若所述无线充电单元的输入功率低于预设的功率范围的最低功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向不相同，则向所述发射级逆变电路发出减小工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路减小工作频率；若所述无线充电单元的输入功率高于预设的功率范围的最高功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向相同，则向所述发射级逆变电路发出减小工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路减小工作频率；若所述无线充电单元的输入功率高于预设的功率范围的最高功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向不相同，则向所述发射级逆变电路发出增加工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路增加工作频率。

举例来说，预设的功率范围为8-12W，当无线充电单元的输入功率为10W时，由于此时无线充电单元的输入功率10W位于预设的功率范围8-12W范围内，则控制发射级逆变电路保持当前的工作频率；当无线充电单元的输入功率为7W时，由于此时无线充电单元的输入功率7W低于预设的功率范围的最低功率值7W，且输入功率与工作频率的变动方向相同，控制所述发射级逆变电路加快工作频率，使得输出的充电功率增加；当无线充电单元的输入功率为13W时，由于此时无线充电单元的输入功率13W高于预设的功率范围的最高功率值12W，且输入功率与工作频率的变动方向不相同，控制所述发射级逆变电路加快工作频率，使得输出的充电功率增加。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些端口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以本发明权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种无线充电系统，其特征在于，包括：充电电路、母线电容、电压传感器、电流传感器以及无线充电单元，所述充电电路包括电源、变换器、变换器控制电路；

其中，所述充电电路与所述无线充电单元连接，所述充电电路用于为无线充电单元供电；

所述母线电容设置于所述充电电路与无线充电单元之间，所述母线电容用于对所述无线充电单元的输入能量进行缓冲，以保持所述充电电路输出电压稳定；

所述电压传感器设置于所述充电电路的输出端，用于检测所述充电电路的输出电压值；

所述电流传感器设置于所述充电电路的输出端，用于检测所述充电电路的输出电流值；

所述电源与所述变换器的输入端连接，用于为无线充电单元提供充电电源；

所述变换器的输入端与所述电源连接，所述变换器的输出端通过所述母线电容与所述无线充电单元连接，用于在所述变换器控制电路的控制下对所述电源的输出功率进行变换，以使所述充电电路的输出功率保持恒定；

所述变换器控制电路，用于根据所述充电电路的输出电压值和所述充电电路的输出电流值向所述变换器输出PWM控制信号；

所述无线充电单元，用于为蓄电池充电。

2.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述变换器控制电路包括：第一运算放大器、第二运算放大器、限幅单元以及PWM控制器；

所述第一运算放大器的同相输入端用于接收预设基准电压，所述第一运算放大器的反相输入端用于接收所述充电电路的输出电压反馈信号，所述第一运算放大器的输出端与所述限幅单元的输入端连接，所述第一运算放大器用于根据所述预设基准电压和所述充电电路的输出电压输出第一模拟控制信号；

所述限幅单元的输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述限幅单元的输出端与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述限幅单元用于对所述第一模拟控制信号进行限幅处理，输出基准电流信号；

所述第二运算放大器的同相输入端用于接收所述基准电流信号，所述第二运算放大器的反相输入端用于接收所述充电电路的输出电流反馈信号，所述第二运算放大器的输出端与所述PWM控制器的输入端连接，所述第二运算放大器用于根据所述基准电流信号和所述充电电路的输出电流输出第二模拟控制信号；

所述PWM控制器的输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述PWM控制器的信号输出端与所述变换器的控制端连接，所述PWM控制器用于对所述第二模拟控制信号进行转换，向所述变换器输出PWM控制信号。

3.根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，所述无线充电单元包括发射级逆变电路、驱动电路、微控制器、发射级补偿网络、发射线圈、接收线圈、接收级补偿网络、接收级整流滤波电路。

4.根据权利要求3所述的无线充电恒功率控制系统，其特征在于，所述微控制器用于根据所述充电电路的输出电压和输出电流生成驱动电路控制信号，以控制所述驱动电路对所述发射级逆变电路的工作频率进行控制。

5.一种无线充电准恒功率控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任一项所述的无线充电系统，所述方法包括：

利用所述电压传感器和电流传感器分别获取所述充电电路的输出电压和输出电流；

利用所述变换器控制电路根据所述充电电路的输出电压和输出电流向所述变换器输出PWM控制信号；

利用所述变换器根据所述PWM控制信号对来自所述电源的输入功率进行变换，并向所述无线充电单元输出变换后的功率；

利用所述无线充电单元对来自所述变换器的输入功率进行调节，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定。

6.根据权利要求5所述的无线充电准恒功率控制方法，其特征在于，所述利用所述变换器控制电路根据所述充电电路的输出电压和输出电流向所述变换器输出PWM控制信号，包括：

利用所述第一运算放大器根据预设的基准电压和所述充电电路的输出电压反馈信号输出第一模拟控制信号；

利用所述限幅单元对所述第一模拟控制信号进行限幅处理，输出基准电流信号；

利用所述第二运算放大器根据所述基准电流信号和所述充电电路的输出电流反馈信号输出第二模拟控制信号；

利用PWM控制器将所述电流控制信号转换成相应的PWM控制信号，并向所述变换器发送PWM控制信号，以控制所述变换器对来自所述电源的输入功率进行变换。

7.根据权利要求5所述的无线充电准恒功率控制方法，其特征在于，所述利用所述无线充电单元对来自所述变换器的输入功率进行调节，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定，包括：

对所述无线充电单元的输入电压和输入电流进行AD采样得到采样输入电压和采样输入电流，并根据所述采样输入电压和采样输入电流计算所述无线充电单元的的输入功率；

判断所述无线充电单元的输入功率是否位于预设的功率范围内，并根据发射级逆变电路的输入功率与工作频率的关联信息进一步判断所述无线充电单元的输入功率与工作频率的变动方向是否相同，其中，发射级逆变电路的输入功率与工作频率的关联信息表示发射级逆变电路的输入功率随着发射级逆变电路的工作频率的变动趋势；

根据判断结果向所述发射级逆变电路发出相应的频率控制信号，控制所述发射级逆变电路的工作频率，以使所述无线充电单元输出的充电功率保持恒定。

8.根据权利要求7所述的无线充电准恒功率控制方法，其特征在于，所述根据判断结果向所述发射级逆变电路发出相应的频率控制信号，控制所述发射级逆变电路的工作频率，包括：

若所述无线充电单元的输入功率位于预设的功率范围内，则向所述发射级逆变电路发出保持当前工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路保持当前的工作频率；

若所述无线充电单元的输入功率低于预设的功率范围的最低功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向相同，则向所述发射级逆变电路发出增加工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路加快工作频率；

若所述无线充电单元的输入功率低于预设的功率范围的最低功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向不相同，则向所述发射级逆变电路发出减小工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路减小工作频率；

若所述无线充电单元的输入功率高于预设的功率范围的最高功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向相同，则向所述发射级逆变电路发出减小工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路减小工作频率；

若所述无线充电单元的输入功率高于预设的功率范围的最高功率值，且发射级逆变电路的输入功率与工作频率的变动方向不相同，则向所述发射级逆变电路发出增加工作频率的控制信号，控制所述发射级逆变电路加快工作频率。

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