WO2014176874A1 - 无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法和装置，该方法包括：设定无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的电容变化的阈值（S1）；无线电力传输系统发射端待机时，读取并发送发射线圈上的电容变化（S2）：接收该电容变化，判断该电容变化是否大于阈值，若该电容变化不大于阈值，执行步骤无线电力传输系统发射端待机时，读取并发送发射线圈上的电容变化（S2），否则继续（S3）；无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒，启动发射线圈的能量发射（S4）。该自动唤醒装置（31）包括阈值设置模块（311）、电容感应模块（312）、控制模块（313）和切换模块（314）。通过获取发射线圈的电容变化，对电容变化大小进行判断，根据判断结果决定待机状态是否唤醒，该方法实施过程中发射端没有能量发射，由接收端靠近即可唤醒待机，该方法和装置待机时低功耗、唤醒时高智能。

Description

说 明 书 无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法和装置 本专利申请要求于 2013年 04月 28日提交的， 申请号为 201310156490.X, 申请人为海尔集团技术研发中心、 海尔集团公司， 发明名称为 "无线电力传输 系统发射端待机状态自动唤醒的方法和装置" 的中国专利申请的优先权， 该申 请的全文以引用的方式并入本申请中。

技术领域

本发明涉及无线供电领域， 尤其涉及一种无线电力传输系统发射端待机状 态自动唤醒的方法和装置。

背景技术

无线电力传输系统发射端如果在没有接收端的情况下也进行持续能量发 射， 会造成能量损失， 同时对外界环境的电磁辐射干扰也会增大， 难以满足电 器产品能效等级的要求， 因此系统必须要有待机状态。 待机状态下， 系统对外 不发射能量或发射少量的能量。 一旦有接收端放置在发射端上， 系统要能够从 待机状态进行唤醒到工作状态。

待机唤醒一般有手动开关控制、 接触式开关控制、 间歇式能量发射根据反 馈进行唤醒、 独立的通讯模块、 采用传感器进行感应等几种方式。

手动开关控制使发射端系统从待机状态转到工作状态， 可以在接收端不进 行工作时完全关掉发射端电源， 这种方式完全不对外发射能量， 但是需要用户 手动打开开关， 不能自动感应， 用户体验效果上不够智能。

采用接触式开关控制， 待机时只需要给开关提供微弱电能， 接收端放置在 发射端上时， 自动触发发射端上的接触式开关， 进行待机唤醒， 但是这种方式 要求接收端和发射端进行紧密接触才能实现， 而起容易弓 )起误操作。

无线电力传输系统发射端采用间歇式能量发射， 根据发射线圈电压 /电流的 变化或者采用数字通讯来判断有没有接收端， 这种方式智能识别程度高， 但是 会造成待机时能量损失， 功耗较大。

采用独立的通讯模块需要给模块持续供电， 也会使待机功耗变大。

采用磁场变化进行待机唤醒是一种有效地解决方案。 发射端放置磁场强度 传感器， 接收端放置磁性器件， 当接收端放置在发射端上时， 发射端传感器能 够根据磁场的变化触发能量发射控制系统。 但是在某些磁性器件不适于应用的 环境下， 是不能采取这种方式进行待机唤醒的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种待机时低功耗、 唤醒时高智能的无线电力传输 系统发射端待机状态自动唤醒的方法和装置。

为达此目的， 本发明采用以下技术方案：

一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法， 包括：

S1、 设定无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的电容变化的阔值；

52、 检测电容感应变化， 获得电容感应变化值；

53、 判断所述电容感应变化值是否大于阔值， 若所述电容感应变化值不大 于阔值， 执行步骤 S2 , 否则执行步骤 S4 ;

54、 无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒。

其中， 所述无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒之后， 还包括： 判断接收端是否合法， 如果是， 向所述接收端发射能量， 否则， 返回步骤

S2。

其中， 所述向所述接收端发射能量之后， 还包括：

停止检测电容感应变化；

如果向所述接收端发射能量结束， 则返回步骤 S2。

其中， 所述判断所述电容感应变化值是否大于阔值具体包括：

通过降噪算法对所述电容感应变化值进行处理， 判断处理后的电容感应变 化是否大于阔值。

其中， 所述检测电容感应变化为通过单点或多点电容感应组件检测电容感 应变化。

一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置， 包括：

阔值设置模块， 用于设定无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的电 容感应变化的阔值；

电容感应模块， 用于检测电容感应变化， 获得电容感应变化值；

控制模块， 用于判断所述电容感应变化值是否大于阔值， 若所述电容感应 变化值不大于阔值， 执行电容感应模块的功能， 否则执行切换模块的功能； 切换模块， 用于无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒。

其中， 所述控制模块还包括判断单元， 用于判断接收端是否合法， 如果是， 向所述接收端发射能量， 否则， 执行电容感应模块的功能。

其中， 所述电容感应模块包括电容感应组件、 电容变化采集器及外围电路， 所述电容感应组件与电容变化采集器之间设置有开关， 所述开关通过切换模块 控制， 所述向所述接收端发射能量之后， 还包括：

切换模块控制所述开关断开， 停止检测电容感应变化；

如果向所述接收端发射能量结束， 切换模块控制所述开关闭合， 执行电容 感应模块的功能。

其中， 所述电容感应组件为单点电容感应组件或多点电容感应组件。

其中， 所述控制模块还包括降噪单元， 所述判断所述电容感应变化值是否 大于阔值具体包括：

通过降噪单元对所述电容感应变化值进行处理， 判断处理后的电容感应变 化是否大于阔值。

本发明的有益效果为： 通过获取发射线圈的电容变化， 对电容变化大小进 行判断， 根据判断结果决定待机状态是否唤醒， 该方法实施过程中发射端没有 能量发射， 有接收端靠近即可唤醒待机， 本发明提供了一种待机时低功耗、 唤 醒时高智能的无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法和装置。

附图说明 图 1 是本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法的第 一实施例流程图；

图 2是本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法的第 二实施例流程图；

图 3是本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置的第 一实施例框图；

图 4A至图 4D是本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的 装置的第二实施例结构图；

图 5是本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置的第 四实施例结构图。

其中： 312b-发射线圈； 312c-感应线圈； 312d-感应盘； 312e-感应点。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法的第一实施 例流程图如图 1所示：

步骤 Sl、 设定无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的电容变化的阔 值；

步骤 S2、 检测电容感应变化， 获得电容感应变化值；

步骤 S 3、 判断所述电容感应变化值是否大于阔值， 若所述电容感应变化值 不大于阔值， 执行步骤 S2 , 否则执行步骤 S4 ;

步骤 S4、 无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒。

本实施例中， 所述方法通过获取发射线圈的电容变化， 对电容变化大小进 行判断， 根据判断结果决定待机状态是否唤醒， 该方法实施过程中发射端没有 能量发射， 相比于现有技术在功耗降低方面效果明显， 智能化更加优越， 并且 针对可能出现的误操作， 设置了待机状体自动唤醒的电容变化的阔值， 提高了 唤醒的精确性。 本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法的第二实施 例流程图如图 1 所示， 该实施例展示了无线电力传输系统发射端待机状态自动 唤醒、 供电到回复待机状态的过程：

步骤 201: 设定无线电力传输系统发射端设定无线电力传输系统发射端待机 状态自动唤醒的电容变化的阔值。

电容变化的阔值应该根据实际使用情况来确定。 比如接收端的大小、 正常 工作时发射端和接收端的距离等， 阔值以发射端能够感应出接收端为适宜。 感 应不能太灵敏， 容易造成误启动； 也不能接收端放置在发射端上后不能进行唤 醒。

步骤 202: 无线电力传输系统发射端待机时， 读取并发送发射线圈上的电容 变化。

当有合法接收端或其他可能引起电容变化的物体对发射线圈上的电容产生 影响时， 记录电容变化的具体情况。

步骤 203: 接收所述电容变化。

所述电容变化的信息传递方式包括： 中断触发、 电平上升沿或下降沿的查 询、 数字通讯。

步骤 204: 通过降噪算法对接收到的所述电容变化进行处理避免误触发。 降噪算法用以降低环境对感应系统和电容变化的传输的影响， 具体的降噪 算法现有技术十分丰富， 此处不再赘述。

步骤 205: 判断所述电容变化是否大于阔值， 若所述电容变化不大于阔值， 执行步骤 202 , 否则执行步骤 206。

此步骤为待机状态自动唤醒的关键， 通过电容变化值和阔值的对比决定是 否唤醒待机状态。

步骤 206: 无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒， 启动发射线圈的能 量发射。

步骤 207: 切断电容变化的读取并发送的通道。

为了减少能量传输时电容感应部分的能量感应， 造成能量损失和线圈发 热， 在待机状态被唤醒后， 切断电容变化的读取并发送的通道。 步骤 208 : 识别接收端是否合法， 若接收端不合法， 执行步骤 202 , 否则执 行步骤 209。

为了提高能量的利用效率和保证接收到正确接收能量， 需要在待机状态被 唤醒后， 对接收端进行合法性识别， 具体识别方法为现有技术， 此处不再赘述。

步骤 209 : 发射线圈向接收端传输能量。

当确认接收端是合法的接收端之后， 正式开始能量传输。

步骤 21 0 : 判断能量传输是否结束， 若能量传输结束， 执行步骤 21 1 , 否则 执行步骤 209。

在能量传输结束之后， 发射端并不是立即执行步骤 21 1 , 考虑要有可能要连 续对多个接收端进行供电， 在对单个接收端的能量传输结束后， 发送端还处于 工作状态， 等待一段时间如果没有接收端接收能量， 才执行步骤 21 1 , 具体的等 待时间由无线电力传输系统内置的控制模块确定。

步骤 21 1: 无线电力传输系统发射端进入待机状态， 连通电容变化的读取并 发送的通道， 执行步骤 202。

当无线电力传输系统发射端进入待机状态时， 将最近一次唤醒待机状态时 断开的电容变化的读取并发送的通道重新连接， 系统开始等待下一次电容变化 的感应唤醒待机状态。

结合上述方法实施例， 本发明可以在接收端进入发射线圈时唤醒系统的待 机状态， 并对接收端进行合法性判断， 在供电结束后系统自动重新进入待机状 态， 实现无线电力传输系统待机状态的智能化自动唤醒， 并且待机过程中能量 消耗艮低， 改善了无线电力传输系统的能效等级。

与本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法相对应， 本发明还提供了一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置。

本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置的第一实施 例框图如图 3所示， 该装置包括：

阔值设置模块 31 1, 用于设定无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的 电容感应变化的阔值；

电容感应模块 312 , 检测电容感应变化， 获得电容感应变化值； 控制模块 31 3, 用于判断所述电容感应变化值是否大于阔值， 若所述电容感 应变化值不大于阔值， 执行电容感应模块的功能， 否则执行切换模块的功能； 切换模块 314 , 用于无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒。

一般无线电力传输系统发射端包括电源模块、 控制模块、 驱动模块、 逆变 模块及反馈模块， 本发明相比于一般的无线电力传输系统发射端还包括阔值设 置模块 31 1、 电容感应模块 312和切换模块 314 , 同时控制模块 31 3也增加了一 个判断电容变化的功能。 电容感应模块 312 通过采集电容变化并将这种电容变 化输出到控制模块 31 3,控制模块 31 3来判断系统应该继续处于待机状态还是从 待机状态中唤醒。 当无线电力传输系统唤醒时， 控制模块 31 3控制切换模块 314 将发射线圈切换到能量发射回路中， 系统进入到能量的传输过程。 工作状态下， 电源模块由控制模块 31 3控制为所有模块进行供电， 控制模块 31 3输出 P醫到 驱动模块， 发射线圈发射能量到接收端； 待机状态下， 电源模块由控制模块 31 3 控制只为控制模块 31 3和电容感应模块 312供电， 停止为其他模块供电， 同时 控制模块停止 P醫输出， 此时发射线圈无能量发射。

本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置的第二实施 例结构图如图 4A至图 4D所示， 该装置的电容感应模块 312包括电容感应组件、 电容变化采集器 312a 及外围电路， 电容感应组件为发射线圈 312b、 感应线圈 312c , 感应盘 312d或感应点 312e ; 所述发送发射线圈 312b上的电容变化的传 送方式为中断触发、 电平上升沿的查询、 电平下降沿的查询或数字通讯。

本实施例中设置了多种电容感应组件和电容变化的传送方式， 采用能量发 射线圈和电容感应组件分时共用的方式可以节省系统的组件， 降低成本， 并能 降低线圈部分布局的难度； 电容感应组件还可以选择独立型的， 组件需要放置 在能量发射线圈附近， 可以是线圈形式， 方形的或圓形的或者其他形状， 线圈 可以比发射线圈大， 也可用比发射线圈小， 或者等同于发射线圈的大小和发射 线圈绑定在一起； 组件还可以是感应盘的形式。 可以针对无线电力传输系统发 射端的实际大小和制造工艺选择合适的实施方式， 并且本实施例中各种电子元 件的结构精、 体积小、 技术成熟， 对发射端的体积及成本影响都比较小， 且本 发明的接收端不用做任何改动。 本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置的第三实施 例中， 在所述控制模块 31 3 内置有降噪算法， 控制模块在接收电容变化之后， 判断所述电容变化是否大于阔值之前通过降噪算法对接收到的电容变化进行处 理避免误触发。

本实施例中降噪算法用以降低环境对感应系统和电容变化的传输的影响， 具体的降噪算法现有技术十分丰富， 此处不再赘述。

本发明一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置的第四实施 例如图 5所示， 电容感应组件与电容变化采集器 312a之间设置有开关 315 , 所 述控制模块 31 3通过所述切换模块 314控制所述开关 315, 当切换模块 314将无 线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒， 启动发射线圈 312b的能量发射时， 同时控制所述开关 315断开，切断电容变化的读取并发送的通道发射线圈 312b 的能量发射结束时， 无线电力传输系统发射端进入待机状态， 所述开关 315 闭 合， 连通电容变化的读取并发送的通道， 执行所述电容感应模块 312的功能。

在能量的传输过程中， 感应回路有可能会有能量感应进来造成能量损失和 线圈发热， 通过开关的设计， 根据系统的待机或工作状态选择感应回路的连通 或断开， 既能降低能耗， 也能延长电子元件的使用寿命。

以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局 限于此， 任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内， 可轻易想到的变 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该 以权利要求的保护范围为准。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的方法， 其特征在于， 包括：

S1、 设定无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的电容变化的阔值；

52、 检测电容感应变化， 获得电容感应变化值；

53、 判断所述电容感应变化值是否大于阔值， 若所述电容感应变化值不大 于阔值， 执行步骤 S2 , 否则执行步骤 S4 ;

54、 无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒。

2.根据权利要求 1 所述的一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒 的方法， 其特征在于， 所述无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒之后， 还包括：

判断接收端是否合法， 如果是， 向所述接收端发射能量， 否则， 返回步骤

S2。

3.根据权利要求 2 所述的一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒 的方法， 其特征在于， 所述向所述接收端发射能量之后， 还包括：

停止检测电容感应变化；

如果向所述接收端发射能量结束， 则返回步骤 S2。

4.根据权利要求 1 所述的一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒 的方法， 其特征在于， 所述判断所述电容感应变化值是否大于阔值具体包括： 通过降噪算法对所述电容感应变化值进行处理， 判断处理后的电容感应变 化是否大于阔值。

5.根据权利要求 1 所述的一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒 的方法， 其特征在于， 所述检测电容感应变化为通过单点或多点电容感应组件 检测电容感应变化。

6.一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的装置， 其特征在于， 包括：

阔值设置模块， 用于设定无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒的电 容感应变化的阔值； 电容感应模块， 用于检测电容感应变化， 获得电容感应变化值； 控制模块， 用于判断所述电容感应变化值是否大于阔值， 若所述电容感应 变化值不大于阔值， 执行电容感应模块的功能， 否则执行切换模块的功能； 切换模块， 用于无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒。

7. 根据权利要求 6所述的一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒 的装置， 其特征在于， 所述控制模块还包括判断单元， 用于判断接收端是否合 法， 如果是， 向所述接收端发射能量， 否则， 执行电容感应模块的功能。

8. 根据权利要求 7所述的一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒 的装置， 其特征在于， 所述电容感应模块包括电容感应组件、 电容变化采集器 及外围电路， 所述电容感应组件与电容变化采集器之间设置有开关， 所述开关 通过切换模块控制， 所述向所述接收端发射能量之后， 还包括：

切换模块控制所述开关断开， 停止检测电容感应变化；

如果向所述接收端发射能量结束， 切换模块控制所述开关闭合， 执行电容 感应模块的功能。

9.根据权利要求 8 所述的一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒 的装置， 其特征在于， 所述电容感应组件为单点电容感应组件或多点电容感应 组件。

10.根据权利要求 6所述的一种无线电力传输系统发射端待机状态自动唤醒 的装置， 其特征在于， 所述控制模块还包括降噪单元， 所述判断所述电容感应 变化值是否大于阈值具体包括：

通过降噪单元对所述电容感应变化值进行处理， 判断处理后的电容感应变 化是否大于阔值。