CN116137463A - 无线供电装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线供电装置及其控制方法，所述方法包括：在确定负载端存在负载时，通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配；获取谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配时高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以相应作为高频逆变电路的工作频率和谐振电路的工作参数；根据谐振电路的工作参数对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节，并根据高频逆变电路的谐振频率对高频逆变电路进行控制。本发明的控制方法，通过不断调节谐振电路中的电感的感值和/或谐振电容的容值，提高了对无线负载的兼容性。

Description

无线供电装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及无线供电技术领域，尤其涉及一种无线供电装置及其控制方法、计算机可读存储介质。
背景技术
无线充电设备因具有无需插拔电线、供电安全便捷等使用特点受到广大消费者的青睐。虽然无线充电技术理论早在特斯拉时期就已经存在了，并且当前已有一部分产品在销售，但是无线充电技术依然存在一些问题没有解决，尤其是较低的充电效率，故而无法完全取代有线充电。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种无线供电装置的控制方法，通过不断调节谐振电路中的电感的感值和/或谐振电容的容值，提高了对无线负载的兼容性。
本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种无线供电装置。
本发明的第四个目的在于提出一种无线供电装置。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种无线供电装置的控制方法，无线供电装置包括：高频逆变电路和谐振电路，高频逆变电路用于将输入的直流电变换为高频交流电，谐振电路用于根据高频交流电进行谐振，以向负载端进行无线供电，谐振电路中谐振电感的感值和/或谐振电容的容值均可调，方法包括：在确定负载端存在负载时，通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配；获取谐振电路的谐振频率与负载端的谐振频率相匹配时高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以相应作为高频逆变电路的工作频率和谐振电路的工作参数；根据谐振电路的工作参数对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节，并根据高频逆变电路的谐振频率对高频逆变电路进行控制。
根据本发明实施例的无线供电装置的控制方法，在确定负载端存在负载时，首先在通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配，然后获取谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配时高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以相应作为高频逆变电路的工作频率和谐振电路的工作参数，最后根据谐振电路的工作参数对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节，并根据高频逆变电路的谐振频率对高频逆变电路进行控制。由此，该方法通过不断调节谐振电路中的电感的感值和/或谐振电容的容值，提高了对无线负载的兼容性。
另外，根据本发明上述实施例的无线供电装置的控制方法还可以具有如下的附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配，包括：分别对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节；在不同容值和不同感值的情况下控制高频逆变电路的工作频率在预设频率区间进行变化，并检测谐振电路的谐振电流；在负载端的谐振电流最大时，谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配。
根据本发明的一个实施例，高频逆变电路的工作频率在预设频率区间按照设定步进频率阈值进行变化。
根据本发明的一个实施例，谐振电感为磁吸线圈。
根据本发明的一个实施例，磁吸线圈的中心部位设置第一定位磁性介质，以便在负载端的负载线圈中心配置第二定位磁性介质时通过第一定位磁性介质与第二定位磁性介质实现磁吸线圈与负载线圈之间的定位。
根据本发明的一个实施例，磁吸线圈的中心部位设置第一定位磁性介质以及负载端的负载线圈中心配置第二定位磁性介质时，方法还包括：通过调节谐振电感的感值和/或谐振电容的容值，以对谐振电路进行谐振时的工作参数进行补偿。
根据本发明的一个实施例，确定负载端存在负载，包括：控制高频逆变电路以预设工作频率进行工作，并检测谐振电路的谐振电流；在谐振电路的谐振电流发生突变时，确定负载端存在负载。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有无线供电装置的控制程序，该无线供电装置的控制程序被处理器执行时实现上述的无线供电装置的控制方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的无线供电装置的控制方法，能够提高对无线负载的兼容性，提高能量传递效率。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的一种无线供电装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的无线供电装置的控制程序，处理器执行程序时，实现上述的无线供电装置的控制方法。
本发明实施例的无线供电装置，通过执行上述的无线供电装置的控制方法，能够提高对无线负载的兼容性，提高能量传递效率。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种无线供电装置，包括：高频逆变电路和谐振电路，高频逆变电路用于将输入的直流电变换为高频交流电，谐振电路用于根据高频交流电进行谐振，以向负载端进行无线供电，谐振电路中谐振电感的感值和/或谐振电容的容值均可调；控制器，用于在确定负载端存在负载时，通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配，并获取谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配时高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以相应作为高频逆变电路的工作频率和谐振电路的工作参数，以及根据谐振电路的工作参数对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节，并根据高频逆变电路的谐振频率对高频逆变电路进行控制。
根据本发明实施例的无线供电装置，高频逆变电路将输入的直流电变换为高频交流电，谐振电路根据高频交流电进行谐振，以向负载端进行无线供电，在确定负载端存在负载时，控制器通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配，并获取谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配时高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以相应作为高频逆变电路的工作频率和谐振电路的工作参数，以及根据谐振电路的工作参数对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节，并根据高频逆变电路的谐振频率对高频逆变电路进行控制。由此，该装置通过不断调节谐振电路中的电感的感值和/或谐振电容的容值，提高了对无线负载的兼容性。
另外，根据本发明上述实施例的无线供电装置还可以具有如下的附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，控制器通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配，具体用于：分别对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节；在不同容值和不同感值的情况下控制高频逆变电路的工作频率在预设频率区间进行变化，并检测谐振电路的谐振电流；在负载端的谐振电流最大时谐振电路的工作频率与载端的谐振频率相匹配。
根据本发明的一个实施例，高频逆变电路的工作频率在预设频率区间按照设定步进频率阈值进行变化。
根据本发明的一个实施例，谐振电感为磁吸线圈。
根据本发明的一个实施例，磁吸线圈的中心部位设置第一定位磁性介质，以便在负载端的负载线圈中心配置第二定位磁性介质时通过第一定位磁性介质与第二定位磁性介质实现磁吸线圈与负载线圈之间的定位。
根据本发明的一个实施例，磁吸线圈的中心部位设置第一定位磁性介质以及负载端的负载线圈中心配置第二定位磁性介质时，控制器还用于，通过调节谐振电感的感值和/或谐振电容的容值，以对谐振电路进行谐振时的工作参数进行补偿。
根据本发明的一个实施例，确定负载端存在负载，控制器还用于，控制高频逆变电路以预设工作频率进行工作，并检测谐振电路的谐振电流；在谐振电路的谐振电流发生突变时，确定负载端存在负载。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的无线供电装置的控制方法的流程图；
图2为根据本发明一个具体实施例的无线供电装置电路图；
图3为根据本发明一个具体实施例的磁吸线圈的结构图；
图4为根据本发明一个具体实施例的磁吸线圈接入方式示意图；
图5为根据本发明一个具体实施例的电容矩阵的结构图；
图6为根据本发明一个实施例的无线供电装置的控制方法的流程图；
图7为根据本发明实施例的无线供电装置的方框示意图；
图8为根据本发明另一个实施例的无线供电装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例提出的无线供电装置的控制方法、计算机可读存储介质和无线供电装置。
无线充电系统的效率主要与功率变换器的效率、谐振频率、负载位置等有关。目前的功率变换器技术相对成熟，通过提高功率变换器效率来提升无线充电系统效率的优化空间很小。
与有线供电方式相比，无线供电方式不足之处是其供电效率低，难以满足用户的需求。其中，影响无线充电效率的关键因素是收发线圈的相对位置，收发谐振电路的工作频率的匹配度。目前现有的技术方案是通过发射预置在系统内不同频率的脉冲，检测脉冲电流的幅值或者频率来确定能量接收侧电路的谐振频率，然后通过切换发射侧的电容，以匹配接收侧谐振电路的工作频率。但是这种方法谐振频率的调节范围受限于电容矩阵，并且负载的位置很容易放置偏移，造成能量传递效率降低。
为了解决上述技术问题，本申请通过改变无线充电系统中的谐振电路的谐振点及负载位置来提高系统效率。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，本发明的无线供电装置可包括高频逆变电路210和谐振电路220，逆变电路210的输入端与直流电Vin相连，高频逆变电路210的输出端与谐振电路220相连，谐振电路220包括谐振电容221和谐振电感222，由谐振电容221和谐振电感222组成了LC谐振电路。其中，逆高频变电路210是将输入的直流电能变换为高频交流电，高频交流电能通过谐振电路220以谐振的方式给负载供电。高频逆变电路210可以为全桥电路，也可以为半桥等其他它逆变电路。可以理解的是，全桥电路不容易产生泻流，而半桥电路在振荡转换之间容易泻有电流使波形变坏，产生干扰。半桥电路的成本低，电路容易形成，全桥电路的成本较高，电路相对复杂。因此具体逆变电路可根据实际情况情况进行确定。
在本发明的一个实施例中，谐振电感222可以为感值可变的发射线圈结构，如图3所示，谐振电感222有多个抽头(T0至Tn)，抽头T0与其它任一个抽头T1至Tn之间会形成不同感值的谐振电感222，可以根据抽头T0与其他抽头T1至Tn其中的一个形成不同感值的谐振电感222来调节谐振电路220的谐振频率。如图4所示，T0作为谐振电感222的输入端，T1至Tn任一个抽头作为谐振电感222的输出端，其中，每一个线圈抽头对应一个开关，通过开关SL1至SLn可以选择接入线圈的不同感值，即抽头T1对应开关SL1，抽头T2对应开关SL2，…，抽头Tn对应开关SLn，当SL1开关闭合时，T0与T1构成回路得到感值为L1的谐振电感，由此，通过控制对应的开关SL1-SLn，选择接入线圈的不同感值，实现调节谐振电路220的谐振频率。
在本发明的一个实施例中，谐振电容221可以为电容矩阵，用于调节谐振频率，与不同感值的谐振电感222构成不同谐振频率的谐振电路220，如图5所示，每一个电容对应一个开关，即电容C1对应开关为SC1，电容C2对应开关为SC2，电容C3对应开关为SC3，…，电容Cn对应开关为SCn。通过控制电容矩阵上的开关SC1至SCn的闭合或断开，得到不同的电容容值。根据负载特性和磁性介质的影响，通过控制谐振电感222上的开关SL1至SLn和谐振电容221上的开关SC1至SCn自动调整谐振参数，使得电路工作在最佳状态，其中，n为正整数，开关个数可由实际情况选定。
图1为根据本发明实施例的无线供电装置的控制方法的流程图。
如图1所示，本发明实施例的无线供电装置的控制方法可包括以下步骤：
S1，在确定负载端存在负载时，通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配。
根据本发明的一个实施例，确定负载端存在负载，包括：控制高频逆变电路以预设工作频率进行工作，并检测谐振电路的谐振电流；在谐振电路的谐振电流发生突变时，确定负载端存在负载。其中，预设工作频率根据实际情况而定。
也就是说，高频逆变电路产生一个预设频率的检测脉冲，检测谐振电路里电流大小，根据电流大小来确定有无负载接入，其中，当检测到谐振电路中电流几乎0时，表明负载端没有负载接入；当检测到谐振电路中电流发生突变，有明显的电流产生时，表明负载端有负载接入。
需要说明的是，不仅可根据谐振电路中的电流大小来确定是否有负载接入，还可以根据谐振电路中的谐振电感的电流频率大小来确定是否有负载接入。
根据本发明的一个实施例，如图6所示，通过调节高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以使谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配，包括：
S11，分别对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节。
其中，如图4和5所示，可通过对谐振电感中的每个开关进行控制，来实现电感的感值的调节，通过对电容矩阵中的每个开关进行控制，来实现电容的容值的调节。例如，当抽头T1对应的SL1开关闭合时，T0与T1构成回路得到感值为L1的谐振电感；当C2对应的开关SC2闭合时，谐振电容的容值为C2，此时可得到感值为L1的电感和容值为C2的电容。又如，当抽头T2对应开关SL2闭合时，T0与T2构成回路得到感值为L2的谐振电感；当C3对应的开关SC3闭合时，谐振电容的容值为C3，此时可得到感值为L2的电感和容值为C3的电容。需要说明的是，可以得到的不同容值与不同感值的组合为n*n个。或者单独对谐振电感的感值进行调节、单独对谐振电容的容值进行调节。
S12，在不同容值和不同感值的情况下控制高频逆变电路的工作频率在预设频率区间进行变化，并检测谐振电路的谐振电流。其中，高频逆变电路的工作频率在预设频率区间按照设定步进频率阈值进行变化。
具体地，由步骤S12可以得到n*n组不同的容值和感值，在每个容值和感值组合条件下，高频逆变电路产生频率范围为fmin～fmax的脉冲，并根据步进频率Δf依次控制高频逆变电路的脉冲。其中，步进频率可以根据实际条件优化选择。例如，高频逆变电路产生的脉冲频率最小为30khz，最大为50khz，步进频率Δf设置为2khz，则可将频率为30khz～50khz的脉冲信号均等分为10份，每一份的差值为2khz，高频逆变电路在划分好的脉冲条件下产生的不同频率脉冲，并检测相同脉冲频率下，不同容值和感值组合对应的谐振电路的谐振电流，同时检测不同脉冲频率下，相同容值和感值组合对应的谐振电路的谐振电流。
举例而言，将频率为30khz～50khz的脉冲信号均等分为10份，每一份的差值为2khz为例，当高频逆变电路以30khz的脉冲频率工作时，获取n*n组不同的容值和感值对应的谐振电路的谐振电流；当高频逆变电路以32khz的脉冲频率工作时，获取n*n组不同的容值和感值对应的谐振电路的谐振电流；…；当高频逆变电路以50khz的脉冲频率工作时，获取n*n组不同的容值和感值对应的谐振电路的谐振电流，最终可获得10*n*n个谐振电流值。从而可以获得不同脉冲频率下，不同容值和感值组合的谐振电流。也可以在不同脉冲频率下，仅仅调节容值，获得不同容值对应的谐振电路的谐振电流，或者仅仅调节感值，获得不同感值对应的谐振电路的谐振电流。
S13，在负载端的谐振电流最大时，谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配。
具体而言，在通过上述步骤S11和S12之后，仍以步骤S12中的示例为例，可以得到10*n*n个谐振电流，然后对这些谐振电流进行取最大值，对应的脉冲频率(谐振电路的工作频率)最为接近负载的谐振频率，即认为谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配，此时可获得该最大值对应的高频逆变电路的工作频率、对应的电容的容值和对应的电感的感值。
S2，获取谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配时高频逆变电路的工作频率和谐振电路的谐振参数，以相应作为高频逆变电路的工作频率和谐振电路的工作参数。其中，工作参数由电感感值以及电容容值确定。
也就是说，通过上述步骤S11-S13可以得到最大值对应的高频逆变电路的工作频率、对应的电容的容值和对应的电感的感值。将高频逆变电路的工作频率作为高频逆变电路的谐振频率，将对应的电容的容值和电容的感值作为谐振电路的谐振参数。
S3，根据谐振电路的工作参数对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节，并根据高频逆变电路的谐振频率对高频逆变电路进行控制。
也就是说，通过上述步骤确定了高频逆变电路的工作频率、对应的电容的容值和对应的电感的感值，然后根据该高频逆变电路的工作频率控制高频逆变电路以该工作频率工作，并通过控制该电感对应的开关闭合，实现对电感的感值的调节，以及通过控制该电容对应的开关闭合，实现对电容的容值的调节。
举例而言，假设由上述步骤确定的最大值对应的高频逆变电路的工作频率为48khz，电容为C10，电感为L9，那么控制谐振电感中SL9开关闭合，抽头T0与抽头T9构成回路得到感值为L9的谐振电感，控制电容矩阵中的SC10闭合，得到容值为C10的电容，同时控制高频逆变电路以48khz的工作频率工作。
由此，本发明的控制方法，通过不断调节谐振电路里的电容的容值以及电感的感值改变无线充电装置的谐振频率，并用高频逆变器产生不同频率的脉冲判断此时的谐振电路参数是否与负载的谐振电路匹配，当谐振电路里的电流幅值最大时，说明此时脉冲的频率最接近电路的谐振频率，最终可以自动匹配负载的谐振频率，使得无线充电装置无需在设计之前就预置一些谐振频率在内部。
由于负载端负载的位置很容易放置偏移，造成能量传递效率降低，考虑到负载线圈中心的磁性介质对发射线圈感值的影响，在本发明中也通过电容矩阵和磁吸线圈上的切换开关进行补偿。
根据本发明的一个实施例，当谐振电感为磁吸线圈时，磁吸线圈的中心部位设置第一定位磁性介质，以便在负载端的负载线圈中心配置第二定位磁性介质时通过第一定位磁性介质与第二定位磁性介质实现磁吸线圈与负载线圈之间的定位。
具体而言，如图3所示，磁吸线圈的中心带有一个定位磁铁(第一定位磁性介质)，当负载线圈中也带有定位磁铁(第二定位磁性介质)时，当负载与磁吸线圈接触时，便会吸合在一起，起到固定的作用。因此，通过在发射线圈(磁吸线圈)的中心增加定位磁性介质，可以有助于固定线圈中心带有定位磁性介质的无线负载的放置，提高两个线圈的相对位置，减少因为相对位置偏移带来的效率降低，提高能量传输效率。
需要说明的是，第一定位磁性介质和第二定位磁性介质还可以为其它磁性介质，但是两者要保持一直，即为相同的磁性介质。
根据本发明的一个实施例，磁吸线圈的中心部位设置第一定位磁性介质以及负载端的负载线圈中心配置第二定位磁性介质时，方法还包括：通过调节谐振电感的感值和/或谐振电容的容值，以对谐振电路进行谐振时的工作参数进行补偿。
具体而言，当负载与磁吸线圈接触时，便会吸合在一起，在此情况下，由步骤S12可以得到n*n组不同的容值和感值，在每个容值和感值组合条件下，高频逆变电路产生频率范围为fmin～fmax的脉冲，并根据按照Δf(步进频率)依次控制高频逆变电路的脉冲，可以获得不同脉冲频率下，不同容值和感值组合的谐振电流。然后对这些谐振电流进行取最大值，对应的脉冲频率最为接近负载的谐振频率，此时可获得该最大值对应的高频逆变电路的工作频率、对应的电容的容值和对应的电感的感值。
也可以在不同脉冲频率下，单独调节谐振电感的感值，或者单独调节谐振电容的容值，获取对应的谐振电流，并且对这些谐振电流进行取最大值，对应的脉冲频率最为接近负载的谐振频率，此时可获得该最大值对应的高频逆变电路的工作频率、对应的电容的容值和对应的电感的感值。
将得到最大值对应的高频逆变电路的工作频率作为高频逆变电路的谐振频率，将最大值对应的电容的容值和电容的感值作为谐振电路的谐振参数。然后根据该高频逆变电路的工作频率控制高频逆变电路以该工作频率工作，并通过控制该电感对应的开关闭合，实现对电感的感值的调节，以及通过控制该电容对应的开关闭合，实现对电容的容值的调节。由此可以实现对工作参数进行补偿。
在本发明的一些实施例中，还可以根据磁吸线圈的第一定位磁性介质与负载线圈中第二定位磁性介质的相对位置差值，调用预先存储的位置差值-工作参数补偿值表格，获取当前谐振电感或者谐振电容的补偿值，然后根据补偿值进行对电容矩阵开关和磁吸线圈开关的调节，以此来使电路中电流保持最大值。
由此，通过在发射线圈的中心增加定位磁性介质，可以有助于接收线圈中心带有定位磁性介质的无线负载的放置，减少相对位置偏移带来的效率低下等问题。
综上所述，根据本发明实施例的无线供电装置的控制方法，通过不断调节谐振电路中的电感的感值和/或谐振电容的容值，提高了对无线负载的兼容性。
对应上述实施例，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。
本发明的计算机可读存储介质，其上存储有无线供电装置的控制程序，该无线供电装置的控制程序被处理器执行时实现上述的无线供电装置的控制方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的无线供电装置的控制方法，能够提高对无线负载的兼容性，提高能量传递效率。
对应上述实施例，本发明还提出了一种无线供电装置。
如图7所示，本发明的无线供电装置100可包括：存储器110、处理器120及存储在存储器110上并可在处理器120上运行的无线供电装置的控制程序，处理器120执行无线供电装置的控制程序时，实现上的无线供电装置的控制方法。
本发明实施例的无线供电装置，通过执行上述的无线供电装置的控制方法，能够提高对无线负载的兼容性，提高能量传递效率。
对应上述实施例，本发明还提出了一种无线供电装置。
如图8所示，本发明实施例的无线供电装置200可包括：高频逆变电路210、谐振电路220和控制器230。
其中，高频逆变电路210用于将输入的直流电变换为高频交流电，谐振电路220用于根据高频交流电进行谐振，以向负载端进行无线供电，谐振电路220中谐振电感的感值和/或谐振电容的容值均可调。控制器230用于在确定负载端存在负载时，通过调节高频逆变电路210的工作频率和谐振电路220的谐振参数，以使谐振电路220的谐振频率与负载端的谐振频率相匹配，并获取谐振电路220的谐振频率与负载端的谐振频率相匹配时高频逆变电路210的工作频率和谐振电路220的谐振参数，以相应作为高频逆变电路210的工作频率和谐振电路220的工作参数，以及根据谐振电路220的工作参数对谐振电感的感值和/或谐振电容的容值进行调节，并根据高频逆变电路210的工作频率对高频逆变电路210进行控制。
参见图2-图5进行说明，在本发明的一个实施例中，谐振电感222可以为感值可变的发射线圈结构，如图3所示，谐振电感222有多个抽头(T0至Tn)，抽头T0与其它任一个抽头T1至Tn之间会形成不同感值的谐振电感222，可以根据抽头T0与其他抽头T1至Tn其中的一个形成不同感值的谐振电感222来调节谐振电路220的谐振频率。如图4所示，T0作为谐振电感222的输入端，T1至Tn任一个抽头作为谐振电感222的输出端，其中，每一个线圈抽头对应一个开关，通过开关SL1至SLn可以选择接入线圈的不同感值，即抽头T1对应开关SL1，抽头T2对应开关SL2，…，抽头Tn对应开关SLn，当SL1开关闭合时，T0与T1构成回路得到感值为L1的谐振电感，由此，通过控制对应的开关SL1-SLn，选择接入线圈的不同感值，实现调节谐振电路220的谐振频率。
在本发明的一个实施例中，谐振电容221可以为电容矩阵，用于调节谐振频率，与不同感值的谐振电感222构成不同谐振频率的谐振电路220，如图5所示，每一个电容对应一个开关，即电容C1对应开关为SC1，电容C2对应开关为SC2，电容C3对应开关为SC3，…，电容Cn对应开关为SCn。通过控制电容矩阵上的开关SC1至SCn的闭合或断开，得到不同的电容容值。根据负载特性和磁性介质的影响，通过控制谐振电感222上的开关SL1至SLn和谐振电容221上的开关SC1至SCn自动调整谐振参数，使得电路工作在最佳状态，其中，n为正整数，开关个数可由实际情况选定。
高频逆变电路210产生一个预设频率的检测脉冲，检测谐振电路220里电流大小，根据电流大小来确定有无负载接入，其中，当检测到谐振电路中电流几乎0时，表明负载端没有负载接入；当检测到谐振电路中电流发生突变，有明显的电流产生时，表明负载端有负载接入。
控制器230通过对谐振电感中的每个开关进行控制，来实现电感的感值的调节，通过对电容矩阵中的每个开关进行控制，来实现电容的容值的调节。例如，当抽头T1对应的SL1开关闭合时，T0与T1构成回路得到感值为L1的谐振电感；当C2对应的开关SC2闭合时，谐振电容的容值为C2，此时可得到感值为L1的电感和容值为C2的电容。又如，当抽头T2对应开关SL2闭合时，T0与T2构成回路得到感值为L2的谐振电感；当C3对应的开关SC3闭合时，谐振电容的容值为C3，此时可得到感值为L2的电感和容值为C3的电容。需要说明的是，可以得到的不同容值与不同感值的组合为n*n个。
在每个容值和感值组合条件下，高频逆变电路产生频率范围为fmin～fmax的脉冲，并根据步进频率Δf依次控制高频逆变电路的脉冲。其中，步进频率可以根据实际条件优化选择。例如，高频逆变电路产生的脉冲频率最小为30khz，最大为50khz，步进频率Δf设置为2khz，则可将频率为30khz～50khz的脉冲信号均等分为10份，每一份的差值为2khz，高频逆变电路在划分好的脉冲条件下产生的不同频率脉冲，并检测相同脉冲频率下，不同容值和感值组合对应的谐振电路的谐振电流，同时检测不同脉冲频率下，相同容值和感值组合对应的谐振电路的谐振电流。
举例而言，将频率为30khz～50khz的脉冲信号均等分为10份，每一份的差值为2khz为例，当高频逆变电路以30khz的脉冲频率工作时，获取n*n组不同的容值和感值对应的谐振电路的谐振电流；当高频逆变电路以32khz的脉冲频率工作时，获取n*n组不同的容值和感值对应的谐振电路的谐振电流；…；当高频逆变电路以50khz的脉冲频率工作时，获取n*n组不同的容值和感值对应的谐振电路的谐振电流，最终可获得10*n*n个谐振电流值。从而可以获得不同脉冲频率下，不同容值和感值组合的谐振电流。也可以在不同脉冲频率下，仅仅调节容值，获得不同容值对应的谐振电路的谐振电流，或者仅仅调节感值，获得不同感值对应的谐振电路的谐振电流。
然后对这些谐振电流进行取最大值，对应的脉冲频率最为接近负载的谐振频率，即认为谐振电路的工作频率与负载端的谐振频率相匹配，此时可获得该最大值对应的高频逆变电路的工作频率、对应的电容的容值和对应的电感的感值。将最大值对应的高频逆变电路的工作频率作为高频逆变电路的谐振频率，将最大值对应的电容的容值和电容的感值作为谐振电路的谐振参数。
控制器230根据该高频逆变电路的工作频率控制高频逆变电路以该工作频率工作，并通过控制该电感对应的开关闭合，实现对电感的感值的调节，以及通过控制该电容对应的开关闭合，实现对电容的容值的调节。
由于负载端负载的位置很容易放置偏移，造成能量传递效率降低，考虑到负载线圈中心的磁性介质对发射线圈感值的影响，在本发明中也通过电容矩阵和磁吸线圈上的切换开关进行补偿。
具体地，磁吸线圈的中心带有一个定位磁铁(第一定位磁性介质)，当负载线圈中也带有定位磁铁(第二定位磁性介质)时，当负载与磁吸线圈接触时，便会吸合在一起，起到固定的作用。因此，通过在发射线圈(磁吸线圈)的中心增加定位磁性介质，可以有助于固定线圈中心带有定位磁性介质的无线负载的放置，提高两个线圈的相对位置，减少因为相对位置偏移带来的效率降低，提高能量传输效率。
当负载与磁吸线圈接触时，便会吸合在一起，在此情况下，还可以根据磁吸线圈的第一定位磁性介质与负载线圈中第二定位磁性介质的相对位置差值，调用预先存储的位置差值-工作参数补偿值表格，获取当前谐振电感或者谐振电容的补偿值，然后根据补偿值进行对电容矩阵开关和磁吸线圈开关的调节，以此来使电路中电流保持最大值。
需要说明的是，本发明实施例的无线供电装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的无线供电控制方法中所披露的细节，这里不再赘述。
根据发明实施例的无线供电装置，通过不断调节谐振电路中的电感的感值和/或谐振电容的容值，提高了对无线负载的兼容性。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种无线供电装置的控制方法，其特征在于，所述无线供电装置包括高频逆变电路和谐振电路，所述高频逆变电路用于将输入的直流电变换为高频交流电，所述谐振电路用于根据所述高频交流电进行谐振，以向负载端进行无线供电，所述谐振电路中谐振电感的感值和/或谐振电容的容值均可调，所述方法包括：
在确定所述负载端存在负载时，通过调节所述高频逆变电路的工作频率和所述谐振电路的谐振参数，以使所述谐振电路的工作频率与所述负载端的谐振频率相匹配；
获取所述谐振电路的工作频率与所述负载端的谐振频率相匹配时所述高频逆变电路的工作频率和所述谐振电路的谐振参数，以相应作为所述高频逆变电路的工作频率和所述谐振电路的工作参数；
根据所述谐振电路的工作参数对所述谐振电感的感值和/或所述谐振电容的容值进行调节，并根据所述高频逆变电路的谐振频率对所述高频逆变电路进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过调节所述高频逆变电路的工作频率和所述谐振电路的谐振参数，以使所述谐振电路的工作频率与所述负载端的谐振频率相匹配，包括：
分别对所述谐振电感的感值和/或所述谐振电容的容值进行调节；
在不同容值和/或不同感值的情况下控制所述高频逆变电路的工作频率在预设频率区间进行变化，并检测所述谐振电路的谐振电流；
在所述负载端的谐振电流最大时，所述谐振电路的工作频率与所述负载端的谐振频率相匹配。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高频逆变电路的工作频率在预设频率区间按照设定步进频率阈值进行变化。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述谐振电感为磁吸线圈。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述磁吸线圈的中心部位设置第一定位磁性介质，以便在所述负载端的负载线圈中心配置第二定位磁性介质时通过所述第一定位磁性介质与所述第二定位磁性介质实现所述磁吸线圈与所述负载线圈之间的定位。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述磁吸线圈的中心部位设置第一定位磁性介质以及所述负载端的负载线圈中心配置第二定位磁性介质时，所述方法还包括：
通过调节所述谐振电感的感值和/或所述谐振电容的容值，以对所述谐振电路进行谐振时的工作参数进行补偿。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述负载端存在负载，包括：
控制所述高频逆变电路以预设工作频率进行工作，并检测所述谐振电路的谐振电流；
在所述谐振电路的谐振电流发生突变时，确定所述负载端存在负载。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有无线供电装置的控制程序，所述无线供电装置的控制程序被处理器执行时实现根据权利要求1-7中任一项所述的无线供电装置的控制方法。
9.一种无线供电装置，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的无线供电装置的控制程序，所述处理器执行所述无线供电装置的控制程序时，实现根据权利要求1-7中任一项所述的无线供电装置的控制方法。
10.一种无线供电装置，其特征在于，包括：
高频逆变电路和谐振电路，所述高频逆变电路用于将输入的直流电变换为高频交流电，所述谐振电路用于根据所述高频交流电进行谐振，以向负载端进行无线供电，所述谐振电路中谐振电感的感值和/或谐振电容的容值均可调；
控制器，用于在确定所述负载端存在负载时，通过调节所述高频逆变电路的工作频率和所述谐振电路的谐振参数，以使所述谐振电路的工作频率与所述负载端的谐振频率相匹配，并获取所述谐振电路的工作频率与所述负载端的谐振频率相匹配时所述高频逆变电路的工作频率和所述谐振电路的谐振参数，以相应作为所述高频逆变电路的工作频率和所述谐振电路的工作参数，以及根据所述谐振电路的工作参数对所述谐振电感的感值和/或所述谐振电容的容值进行调节，并根据所述高频逆变电路的谐振频率对所述高频逆变电路进行控制。
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