CN117614154A - 一种新型车载无线充系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无线充电领域，尤其涉及一种新型车载无线充系统，包括发射端，发射端包括全桥单元、补偿单元、发射单元及选择单元，全桥单元由1个或2个全桥模块构成，补偿单元由两个及上的补偿网络模块构成，发射单元由若干发射线圈构成，选择单元用于切换不同的线圈；全桥模块为2个、补偿网络模块为2个及发射单元为若干形成模式一，通过选择单元进行切换，选择不同的全桥模块对不同型号的手机进行充电；全桥模块为1个、补偿网络模块为2组及发射线圈为若干形成模式二，通过选择单元进行切换，选择不同的补偿网络模块，对不同型号的手机进行充电；与现有技术相比，本发明将两种不同的线圈结合起来实现50W私有协议快充和苹果15W无线快充。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，更具体地说，它涉及一种新型车载无线充系统。
背景技术
随着无线充发展越来越迅猛，根据现有苹果magsafe磁吸式无线充标准，国际无线充电联盟(WPC)重新设定了Qi2.0标准。相较于Qi1.3指定的EPP协议标准，其工作频率为100kHz~200kHz。Qi2.0指定的MPP标准将发射线圈频率设置到360kH其工作频率相差较大，因此目前市面上暂无同时实现50W私有协议快充和15W苹果磁吸式无线充的方案。
基于此现象，本专利提出一种方案，将两种不同的线圈结合起来实现50W私有协议快充和苹果15W无线快充。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种解决上述技术问题的车载无线充系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种新型车载无线充系统，包括发射端，发射端包括：
全桥单元，用于逆变和调制信号，由1个或2个全桥模块构成，
补偿单元，用于补偿发射线圈，提高功率传输效率，由2个及以上的补偿网络模块构成，补偿网络模块由电感和电容组合构成，
发射单元，由若干发射线圈构成，
选择单元，用于切换不同的线圈和补偿网络模块，由若干切换开关构成；
全桥模块为2个、补偿网络模块为2个及发射线圈为若干形成模式一，通过选择单元进行切换，选择不同的全桥模块对不同型号的手机进行充电；
全桥模块为1个、补偿网络模块为2组及发射线圈为若干形成模式二，2组补偿网络模块分别为并联补偿网络模块和串联补偿网络模块，通过选择单元进行切换，选择不同的补偿网络模块，改变补偿网络阻抗并用于补偿发射线圈，用于对不同型号的手机进行充电。
进一步的，模式一由2个全桥模块、2个补偿网络模块、若干切换开关、若干EPP线圈、MPP线圈构成；
1个全桥模块、1个补偿网络模块、若干切换开关及若干EPP线圈组成了私有50W快充单元，
另1个全桥模块、另1个补偿网路模块及MPP线圈组成了MPP15W快充单元，
私有50W快充单元和MPP15W快充单元相互独立。
进一步的，模式1还可由2个全桥模块、2个补偿网络模块、若干第一切换开关、2个第二切换开关、1个第三切换开关、若干发射线圈构成，若干第一切换开关与若干发射线圈一一对应串联，
第三切换开关与其中一个发射线圈连接且2个第二切换开关与该线圈连接，2个第二切换开关分别对应该线圈不同匝数，
1个全桥模块、1个补偿网络模块、若干第一切换开关、若干发射线圈组成EPP快充单元，
另一个全桥模块、另一个补偿网络模块、2个第二切换开关、1个第三切换开关、其中一个发射线圈组成MPP快充单元。
进一步的，模式二由1个全桥模块、1组并联补偿网络模块、1组串联补偿网络模块、若干发射线圈、若干第四切换开关、若干第五切换开关及若干第六切换开关，1组并联补偿网络模块和1组串联补偿网络模块均包括多个补偿网络，若干第四切换开关与若干发射线圈一一对应串联，第五切换开关与并联补偿网络模块连接，第六网络切换开关与串联补偿网络模块连接，发射线圈可同时兼容EPP模式和MPP模式，
第五切换开关和第六切换开关未闭合，未受第五切换开关和第六切换开关控制的补偿网络可对线圈进行补偿，通过选取第四切换开关使得对应线圈对手机进行充电，此时为EPP快充单元；
第五切换开关和第六切换开关闭合，改变补偿网络阻抗并对线圈进行补偿，通过选取第四切换开关使得对应线圈对手机进行充电，此时为MPP快充单元。
进一步的，模式二还可由1个全桥模块、1组并联补偿网络模块、1组串联补偿网络模块、EPP线圈、MPP线圈、第七切换开关、第八切换开关、若干第九切换开关、若干第十切换开关，1组并联补偿网络模块和1组串联补偿网络模块均包括多个补偿网络，第七切换开关与EPP线圈对应串联，第八切换开关与MPP线圈对应串联，第九切换开关与并联补偿网络模块连接，第十网络切换开关与串联补偿网络模块连接，
当检测到手机为EPP协议时，选取第七切换开关使得EPP线圈给手机充电，
当检测到手机为MPP协议时， 第八切换开开关闭合使得MPP线圈给手机充电，同时控制第九切换开关和第十切换开关闭合使得并联补偿网络模块和串联补偿网络模块用于补偿MPP线圈。
进一步的，模式二还可由1个全桥模块、1组并联补偿网络模块、1组串联补偿网络模块、若干线圈、若干第十一切换开关、2个第十二切换开关、若干第十三切换开关及若干第十四切换开关，1组并联补偿网络模块和1组串联补偿网络模块均包括多个补偿网络，若干第十一切换开关与若干线圈对应串联，2个第十二切换开关分别对应其中一个线圈不同匝数，第十三切换开关与并联补偿网络模块连接，第十四网络切换开关与串联补偿网络模块连接，
当检测到手机为EPP协议时，闭合其中一个第十二开关，选取第十一切换开关使得对应线圈给手机充电，
当检测到手机为MPP协议时，闭合其中一个线圈，并闭合与该线圈对应的另一个第十二开关，同时控制第九切换开关和第十切换开关闭合使得并联补偿网络模块和串联补偿网络模块用于补偿线圈，使得该线圈对手机充电。
进一步的，EPP线圈设有若干，第七切换开关设有若干，EPP线圈和第七切换开关一一对应串联。
进一步的，MPP线圈为磁吸式线圈，EPP线圈为Qi1.3标准线圈。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
相较于市场现有方案，本发明将两种不同的快充线圈集成到同一个充电设备上，能够在同一个车载无线充电器上实现私有50W快充（华为，小米，oppo等）和苹果15W磁吸快充，对客户端手机的兼容性更高，提高客户的充电体验。
附图说明
图1为本发明实施例的基础电路结构示意图。
图2为本发明实施例模式一的一种组合方式电路结构示意图。
图3为本发明实施例模式一的另一种组合方式电路结构示意图。
图4为本发明实施例模式二的第一种组合方式电路结构示意图。
图5为本发明实施例模式二的第二种组合方式电路结构示意图。
图6为本发明实施例模式二的第三种组合方式电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，将车载无线充的TX部分分为3个模块——全桥三元、补偿单元和发射单元。全桥单元由全桥模块构成，全桥模块由4个独立开关构成或者用独立的全桥模块，用于逆变和调制信号；补偿网络单元由补偿网络模块构成，补偿网络模块可分为串联补偿网络Cs和并联补偿网络CP，每个补偿网络由电感和电容组合而成（可以是单个电感或电容元件或多个电感、电容串并联形成的元件组），用于补偿发射线圈，提高功率传输效率；反射单元由发射线圈构成，反射发射线圈分为EPP发射线圈和MPP发射线圈。其中，S5~S7为线圈选择开关，用于切换不同的线圈；开关可为三极管或MOSFET。
如图2所示，为模式一中一种组合方式，图中全桥模块1、补偿网络1、切换开关（S5、S6、S7）、EPP coil组成了私有50W快充单元；全桥模块2、补偿网络模块2和MPP coil组成MPP15W快充单元；
对应不同协议的手机，车载无线充电器选择不同的全桥模块对手机进行充电：例如对应华为手机，选用私有50W快充单元进行充电；而对于苹果手机则选用MPP15W快充单元。
如图3所示，为模式一中另一种组合方式，图中全桥模块1、补偿网络1为EPP逆变和补偿网络；全桥模块2、补偿网络模块2为MPP逆变和补偿网络；第一切换开关（S5、S6、S7）、第二切换开关（S9、S10）、第三切换开关（S8）；
发射线圈coil2通过第二切换开关（S9、S10）改变匝数分别适应EPP充电和MPP充电；
当检测到MPP协议手机时，切换开关S9闭合，同时第三切换开关（S8）闭合，通过全桥模块2和补偿网络模块2对线圈coil2进行供电；
当检测到EPP协议手机时，S10闭合，线圈切换到正常匝数，通过切换开关S5、S6及S7选择不同绕组线圈（coil1、coil2、coil3）对手机进行充电。
如图4所示，为模式二中第一种组合方式，补偿单元包括并联补偿网络Cp和串联补偿网络Cs，并联补偿网络Cp由补偿网络Cp1、补偿网络Cp2、补偿网络Cp3构成，串联补偿网络Cs由补偿网络Cs1、补偿网络Cs2、补偿网络Cs3构成，补偿网络由电感电容组成；发射线圈为一种同时能兼容两种模式（EPP和MPP）的线圈；通过第四切换开关（S5、S6、S7）实现对不同EPP线圈的切换；第五切换开关（Sp1、Sp2）及第六切换开关（Ss1、Ss2）分别为并联补偿网络模块及串联补偿网络模块的切换开关，对应不同的协议采用不同的补偿网络；
当检测到手机为EPP协议时，改变补偿网络阻抗可用于补偿127kHz的发射线圈（coil1、coil2、coil3）；
而当检测到手机为MPP协议时，由于频率为360kHz，此时切换开关管Sp1、Sp2、Ss1、Ss2状态发生改变，改变补偿网络的阻抗用于匹配这个频率下的线圈。
如图5所示，为模式二中第二种组合方式，其相较于模式二第一中组合方式，对于发射单元作出了改变：其中EPP coil为Qi1.3规定的EPP标准线圈，MPP coil为磁吸式线圈，第七切换开关（S5、S6、S7）用于EPP标准线圈的切换，第八切换开关（S8）用于切换MPP磁吸线圈，第九切换开关（Sp1、Sp2）及第十切换开关（Ss1、Ss2）分别为并联补偿网络模块及串联补偿网络模块的切换开关；
当检测到手机为EPP协议时，选用S5、S6、S7切换开关给手机充电；
当检测到手机为MPP协议时， 开关S8闭合，选用MPP线圈，同时Sp1、Sp2、Ss1、Ss2开关切换用于补偿MPP线圈。
如图6所示，为模式二中第三种组合方式，其相较于模式二第一中组合方式，对于发射单元作出了改变：发射线圈均为标准线圈，第十一切换开关（S5、S6、S7）用于线圈coil1、coil2及coil3的切换，其中一个线圈coil2可以通过切换开关第十二切换开关（S8、S9）改变线圈匝数来改变线圈感量，第十三切换开关（Sp1、Sp2）及第十四切换开关（Ss1、Ss2）分别为并联补偿网络模块及串联补偿网络模块的切换开关；
当检测到手机为EPP协议时，闭合开关S9，选用S5、S6、S7切换开关给手机充电；
当检测到手机为MPP协议时，闭合切换开关S8，将Coil2线圈的部分绕组接入电路中，同时控制Sp1、Sp2、Ss1、Ss2开关切换改变补偿网络参数以匹配线圈阻抗，完成功率传输。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种新型车载无线充系统，包括发射端，其特征在于，所述发射端包括：
全桥单元，用于逆变和调制信号，由1个或2个全桥模块构成，
补偿单元，用于补偿发射线圈，提高功率传输效率，由两个及以上的补偿网络模块构成，补偿网络模块由电感和电容组合构成，
发射单元，由若干发射线圈构成，
选择单元，用于切换不同的线圈和补偿网络模块，由若干切换开关构成；
全桥模块为2个、补偿网络模块为2个及发射线圈为若干形成模式一，通过选择单元进行切换，选择不同的全桥模块对不同型号的手机进行充电；
全桥模块为1个、补偿网络模块为2组及发射线圈为若干形成模式二，2组补偿网络模块分别为并联补偿网络模块和串联补偿网络模块，通过选择单元进行切换，选择不同的补偿网络模块，改变补偿网络阻抗并用于补偿不同发射线圈，用于对不同型号的手机进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种新型车载无线充系统，其特征在于，所述模式一由2个全桥模块、2个补偿网络模块、若干切换开关、若干EPP线圈、MPP线圈构成；
1个全桥模块、1个补偿网络模块、若干切换开关及若干EPP线圈组成了私有50W快充单元，
另1个全桥模块、另1个补偿网路模块及MPP线圈组成了MPP15W快充单元，
私有50W快充单元和MPP15W快充单元相互独立。
3.根据权利要求1所述的一种新型车载无线充系统，其特征在于，所述模式1还可由2个全桥模块、2个补偿网络模块、若干第一切换开关、2个第二切换开关、1个第三切换开关、若干发射线圈构成，若干第一切换开关与若干发射线圈一一对应串联，
第三切换开关与其中一个发射线圈连接且2个第二切换开关与该线圈连接，2个第二切换开关分别对应该线圈不同匝数，
1个全桥模块、1个补偿网络模块、若干第一切换开关、若干发射线圈组成EPP快充单元，
另一个全桥模块、另一个补偿网络模块、2个第二切换开关、1个第三切换开关、其中一个发射线圈组成MPP快充单元。
4.根据权利要求1所述的一种新型车载无线充系统，其特征在于，所述模式二由1个全桥模块、1组并联补偿网络模块、1组串联补偿网络模块、若干发射线圈、若干第四切换开关、若干第五切换开关及若干第六切换开关，1组并联补偿网络模块和1组串联补偿网络模块均包括多个补偿网络，若干第四切换开关与若干发射线圈一一对应串联，第五切换开关与并联补偿网络模块连接，第六网络切换开关与串联补偿网络模块连接，发射线圈可同时兼容EPP模式和MPP模式，
第五切换开关和第六切换开关未闭合，未受第五切换开关和第六切换开关控制的补偿网络可对线圈进行补偿，通过选取第四切换开关使得对应线圈对手机进行充电，此时为EPP快充单元；
第五切换开关和第六切换开关闭合，改变补偿网络阻抗并对线圈进行补偿，通过选取第四切换开关使得对应线圈对手机进行充电，此时为MPP快充单元。
5.根据权利要求1所述的一种新型车载无线充系统，其特征在于，所述模式二还可由1个全桥模块、1组并联补偿网络模块、1组串联补偿网络模块、EPP线圈、MPP线圈、第七切换开关、第八切换开关、若干第九切换开关、若干第十切换开关，1组并联补偿网络模块和1组串联补偿网络模块均包括多个补偿网络，第七切换开关与EPP线圈对应串联，第八切换开关与MPP线圈对应串联，第九切换开关与并联补偿网络模块连接，第十网络切换开关与串联补偿网络模块连接，
当检测到手机为EPP协议时，选取第七切换开关使得EPP线圈给手机充电，
当检测到手机为MPP协议时， 第八切换开开关闭合使得MPP线圈给手机充电，同时控制第九切换开关和第十切换开关闭合使得并联补偿网络模块和串联补偿网络模块用于补偿MPP线圈。
6.根据权利要求1所述的一种新型车载无线充系统，其特征在于，所述模式二还可由1个全桥模块、1组并联补偿网络模块、1组串联补偿网络模块、若干线圈、若干第十一切换开关、2个第十二切换开关、若干第十三切换开关及若干第十四切换开关，1组并联补偿网络模块和1组串联补偿网络模块均包括多个补偿网络，若干第十一切换开关与若干线圈对应串联，2个第十二切换开关分别对应其中一个线圈不同匝数，第十三切换开关与并联补偿网络模块连接，第十四网络切换开关与串联补偿网络模块连接，
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7.根据权利要求5所述的一种新型车载无线充系统，其特征在于，所述EPP线圈设有若干，第七切换开关设有若干，EPP线圈和第七切换开关一一对应串联。
8.根据权利要求7所述的一种新型车载无线充系统，其特征在于，所述MPP线圈为磁吸式线圈，EPP线圈为Qi1.3标准线圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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