一种锁频方法、无线充电系统、接收设备以及发送设备
本申请要求于2019年12月31日提交中国专利局、申请号为201911423486.9、申请名称为“一种锁频方法、无线充电系统、接收设备以及发送设备”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种锁频方法、无线充电系统、接收设备以及发送设备。
背景技术
随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧,电能逐渐成为主力能源。通常可以通过电池存储电量,电池的充电方法可以包括接触式充电与无线充电。无线充电是以耦合的电磁场为媒介实现电能的传递,无线充电系统包括接收设备与发射设备,发射设备与接收设备之间通常没有电气接触。
在实现无线充电时,发射设备通过发射模块产生交变磁场,从而向接收设备发送电磁能量,接收设备通过接收模块接收交变磁场的能量,并通过整流器把交流信号转换为负载需要的直流信号。而无线充电时的频率是发射设备的逆变器的开关频率决定。若接收设备的整流器为仅包括二极管的不控整流器,则整流器的频率可以自动与发射端的工作频率一致。而当接收设备的整流器包括可控的开关时,接收设备与发送设备侧的工作频率无法保证完全一致。锁频即接收设备的工作频率保持与发射设备的工作频率匹配。若无法实现锁频,则将由于发射设备与接收设备的工作频率的频差导致无线充电系统震荡。尤其当接收设备与发送设备来自不同的厂家时,接收设备与发送设备的工作频率的频差较大,使接收设备与发送设备的工作频率无法匹配。因此,如何使发射设备与接收设备之间的频率匹配,成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种锁频方法、无线充电系统、接收设备以及发送设备,用于在无线充电场景中,通过接收设备与发射设备的交互,确定发射设备与接收设备之间是否可以进行锁频流程,提高系统稳定性。
第一方面,本申请提供一种接收设备,包括:收发器和控制器;
收发器,用于向发射设备发送锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围和第二设范围的信息,第一预设范围为接收设备的工作频率的范围,第二预设范围为接收设备进行锁频过程中发射电流的电流值范围;
收发器,还用于接收发射设备发送的锁频能力信息;
控制器,用于根据锁频能力信息确定发射设备是否具有锁频功能,以及发射设备是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值。
本实施例中,接收设备可以通过与发射设备的交互,确定发射设备是否可以为接收设备提供充电的电能,或者,确定在进行充电之前,是否需要进行锁频。锁频即通过与发射 设备的交互完成对接收设备的频率进行调整,使接收设备与发射设备的工作频率保持一致。因此,接收设备在进行充电之前,即可根据发射设备的锁频能力信息,确定接收设备与发射设备的频率是否匹配,进而选择接收设备进行充电,或者增加锁频流程,避免因于发射设备与接收设备的工作频率的频差导致无线充电系统震荡。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于接收发射设备发送的第一询问消息;
控制器,还用于根据第一询问消息判断是否需要锁频,并根据判断结果生成第一应答消息,锁频为接收设备将工作频率调整为与发射设备的频率相同;
收发器,还用于向发射设备发送第一应答消息,并接收发射设备发送的第二询问消息,第二询问消息用于请求锁频相关参数。
本实施例中,可以由发射设备主动向接收设备发起询问,询问接收设备是否需要锁频。若接收设备需要锁频,则发射设备还向接收设备发送第二询问消息,用于询问接收设备进行锁频所需的相关参数。提供了一种发射设备与接收设备的交互方式。
在一种可能的实施方式中,接收设备还可以包括:接收模块和检测器;
收发器,还用于在控制器确定发射设备具有锁频功能,且发射设备支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值之后,向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于请求发射设备开始锁频流程;
接收模块,用于根据发射电流感应得到输入电流,发射电流为发射设备基于锁频请求产生,且发射电流的频率为在第一预设范围内;
检测器,用于检测输入电流得到输入频率;
控制器,还用于生成调整信号,调整信号用于将整流器的频率调整为输入频率。
本实施例中,接收设备在确定发射设备具有锁频功能,且发射设备支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值之后,向发射设备发送锁频请求,请求发射设备开始锁频流程。并根据发射设备产生的发射电路进行感应,得到输入电流,并基于输入电流的输入频率调整整流器的频率,以使接收设备和发射设备的工作频率保持一致。
在一种可能的实施方式中,在发射设备接收到接收设备发送的锁频请求,并产生发射电流之后,还向接收设备发送锁频开始应答消息,该锁频开始应答消息用于通知接收设备:发射设备已开始锁频流程。该锁频开始应答消息中还可以携带发射电流的频率和电流值,以使接收设备根据锁频开始应答消息获知到该发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,
控制器,还用判断输入电流的电流值是否在第三预设范围内;
收发器,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,向发射设备发送至少一个指示信息,至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流的电流值以改变输入电流;
检测器,用于检测改变后的输入电流,并在改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内时,检测改变后的输入电流得到输入频率。
本实施例中,当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,可以向发射设备发送至少一个指示信息,从而调整发射设备的发射电流的电流值,以改变输入电流。进而使输入电 流的电流值调整指第三预设范围。从而使接收设备可以更准确地检测到输入电流的输入频率。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于在控制器生成调整信号之后,向发射设备发送锁频成功信息,锁频成功信息用于指示发射设备结束锁频流程,并保持发射电流。
本实施例中,当接收设备完成锁频之后,向发射设备发送锁频成功信息,从而结束发射设备的锁频流程,使发射设备保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于接收发射设备针对锁频成功信息发送的锁频结束应答消息;
控制器,还用于根据锁频结束应答消息确定发射设备已结束锁频流程,并获取发射设备保持的发射电流的电流值。
本实施例中,在发射设备接收到锁频成功信息,并保持发射电流之后,还针对锁频成功信息向接收设备发送锁频结束应答消息,从而使接收设备可以根据该锁频结束应答消息,确定发射设备已结束锁频流程,并获取发射设备保持的发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器,具体用于在控制器生成调整信号之后,向发射设备发送锁频请求;
收发器,还用于向发射设备发送锁频成功信息之后,向发射设备发送充电请求,并终止对整流器的输入端的短路,充电请求用于指示发射设备为接收设备提供充电的电能。
本实施例中,接收设备在将整流器的输入端短路之后,向发射设备发送锁频请求,避免因发射设备与接收设备之间的频率不一致,导致的整流器的震荡。并且,在发射设备锁频成功,接收设备的频率与发射设备保持一致之后,接收设备再终止整流器的输入端的短路状态,使接收设备可以通过整流器进行充电。
在一种可能的实施方式中,
控制器,还用于生成第一控制信号,第一控制信号用于调整整流器的输入电压的相位,以使整流器的输入电压的相位与输入电流的相位差调整为预设值,预设值为整流器的开关工作在软开关状态的相位差。
本实施例中,将整流器的输入电压的相位调整为与输入电流的相位差调整为预设值,使整流器的开关工作在软开关状态,从而降低整流器的开关的损耗。
第二方面,本申请提供一种无线充电系统,该无线充电系统包括:接收设备以及发射设备;
接收设备,用于向发射设备发送锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围和第二预设范围的信息,第一预设范围为接收设备的工作频率的范围,第二预设范围为接收设备进行锁频时发射电流的电流值范围;
发射设备,用于根据锁频相关参数向接收设备发送锁频能力信息;
接收设备,还用于根据锁频能力信息确定发射设备是否具有锁频功能,以及发射设备是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值。
本实施例中,接收设备可以通过与发射设备的交互,确定发射设备是否可以为接收设 备提供充电的电能,或者,确定在进行充电之前,是否需要进行锁频。锁频即通过与发射设备的交互完成对接收设备的频率进行调整,使接收设备与发射设备的工作频率保持一致。
在一种可能的实施方式中,
发射设备,还用于向接收设备发送第一询问消息,第一询问消息用于询问接收设备是否需要锁频,锁频为接收设备将工作频率调整为与发射设备的频率相同;
接收设备,还用于根据第一询问消息判断是否需要锁频,并根据判断结果回复第一应答消息;
发射设备,还用于在根据第一应答消息确定接收设备需要锁频时,向接收设备发送第二询问消息,第二询问消息用于向接收设备请求锁频相关参数。
本实施例中,可以由发射设备主动向接收设备发起询问,询问接收设备是否需要锁频。若接收设备需要锁频,则发射设备还向接收设备发送第二询问消息,用于询问接收设备进行锁频所需的相关参数。提供了一种发射设备与接收设备的交互方式。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,还用于在确定发射设备具有锁频功能,且发射设备支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值之后,向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于请求发射设备开始锁频流程;
发射设备,还用于基于锁频请求产生发射电流,且发射电流的频率为在第一预设范围内;
接收设备,还用于根据发射电流感应得到输入电流,检测输入电流得到输入频率,并将接收设备的整流器的频率调整为输入频率。
本实施例中,接收设备在确定发射设备具有锁频功能,且发射设备支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值之后,向发射设备发送锁频请求,请求发射设备开始锁频流程。并根据发射设备产生的发射电路进行感应,得到输入电流,并基于输入电流的输入频率调整整流器的频率,以使接收设备和发射设备的工作频率保持一致。
在一种可能的实施方式中,在发射设备接收到接收设备发送的锁频请求,并产生发射电流之后,还向接收设备发送锁频开始应答消息,该锁频开始应答消息用于通知接收设备:发射设备已开始锁频流程。该锁频开始应答消息中还可以携带发射电流的频率和电流值,以使接收设备根据锁频开始应答消息获知到该发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,向发射设备发送至少一个指示信息;
发射设备,还用于根据至少一个指示信息调整发射电流的电流值以改变输入电流;
接收设备,具体用于检测改变后的输入电流,并在改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内时,检测改变后的输入电流得到输入频率。
本实施例中,当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,可以向发射设备发送至少一个指示信息,从而调整发射设备的发射电流的电流值,以改变输入电流。进而使输入电流的电流值调整指第三预设范围。从而使接收设备可以更准确地检测到输入电流的输入频 率。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,还用于在将整流器的频率调整为输入频率之后,向发射设备发送锁频成功信息;
发射设备,还用于根据锁频成功信息结束锁频流程,并保持发射电流。
本实施例中,当接收设备完成锁频之后,向发射设备发送锁频成功信息,从而结束发射设备的锁频流程,使发射设备保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,
发射设备,还用于针对锁频成功信息向接收设备发送锁频结束应答消息;
接收设备,还用于根据锁频结束应答消息确定发射设备已结束锁频流程,并获取发射设备保持的发射电流的电流值。
本实施例中,在发射设备接收到锁频成功信息,并保持发射电流之后,还针对锁频成功信息向接收设备发送锁频结束应答消息,从而使接收设备可以根据该锁频结束应答消息,确定发射设备已结束锁频流程,并获取发射设备保持的发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,具体用于在将整流器的输入端短路之后,向发射设备发送锁频请求;
接收设备,还用于向发射设备发送锁频成功信息之后,向发射设备发送充电请求,并终止对整流器的输入端的短路;
发射设备,还用于根据充电请求为接收设备提供充电的电能。
本实施例中,接收设备在将整流器的输入端短路之后,向发射设备发送锁频请求,避免因发射设备与接收设备之间的频率不一致,导致的整流器的震荡。并且,在发射设备锁频成功,接收设备的频率与发射设备保持一致之后,接收设备再终止整流器的输入端的短路状态,使接收设备可以通过整流器进行充电。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,还用于将整流器的输入电压的相位与输入电流的相位差调整为预设值,以使整流器的开关管工作在软开关状态。
本实施例中,将整流器的输入电压的相位调整为与输入电流的相位差调整为预设值,使整流器的开关工作在软开关状态,从而降低整流器的开关的损耗。
第三方面,本申请提供一种发射设备,发射设备包括:收发器以及控制器;
收发器,用于接收接收设备发送的锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围和第二预设范围的信息,第一预设范围为接收设备的工作频率的范围,第二预设范围为接收设备进行锁频时发射电流的电流值范围;
控制器,用于获取是否具有锁频功能,并在具有锁频功能时,判断是否支持第一预设范围内的频率和第二预设范围内的电流值,并生成锁频能力信息;
收发器,还用于向接收设备发送锁频能力信息,以使接收设备根据锁频能力信息确定发射设备是否具有锁频功能,以及发射设备是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值,并在确定发射设备具有锁频功能后,在通过发射设备进行充电之前,将整流器 的频率调整为与发射设备的频率相同。
本实施例中,接收设备可以通过与发射设备的交互,确定发射设备是否可以为接收设备提供充电的电能,或者,确定在进行充电之前,是否需要进行锁频。锁频即通过与发射设备的交互完成对接收设备的频率进行调整,使接收设备与发射设备的工作频率保持一致。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于向接收设备发送第一询问消息,第一询问消息用于询问接收设备是否需要锁频;
收发器,还用于针对第一询问消息回复的第一应答消息;
控制器,还用于根据第一应答消息确定接收设备是否需要锁频;
收发器,还用于接收设备需要锁频时,向接收设备发送第二询问消息,第二询问消息用于向接收设备请求锁频相关参数。
本实施例中,可以由发射设备主动向接收设备发起询问,询问接收设备是否需要锁频。若接收设备需要锁频,则发射设备还向接收设备发送第二询问消息,用于询问接收设备进行锁频所需的相关参数。提供了一种发射设备与接收设备的交互方式。
在一种可能的实施方式中,发射设备还包括:发射模块;
收发器,还用于接收接收设备发送的锁频请求,锁频请求用于请求开始锁频流程;
控制器,用于基于锁频请求生成第二控制信号,第二控制信号用于控制发射模块产生发射电流,且发射电流的频率为在第一预设范围内,以使接收设备根据发射电流感应得到输入电流,以及检测输入电流得到输入频率,并将整流器的频率调整为输入频率。
本实施例中,接收设备在确定发射设备具有锁频功能,且发射设备支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值之后,向发射设备发送锁频请求,请求发射设备开始锁频流程。并根据发射设备产生的发射电路进行感应,得到输入电流,并基于输入电流的输入频率调整整流器的频率,以使接收设备和发射设备的工作频率保持一致。
在一种可能的实施方式中,在收发器接收到接收设备发送的锁频请求,并产生发射电流之后,还向接收设备发送锁频开始应答消息,该锁频开始应答消息用于通知接收设备:发射设备已开始锁频流程。该锁频开始应答消息中还可以携带发射电流的频率和电流值,以使接收设备根据锁频开始应答消息获知到该发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于接收接收设备发送的至少一个指示信息,至少一个指示信息为接收设备在输入电流的电流值不在第三预设范围内时发送的;
控制器,还用于根据至少一个指示信息生成一一对应的至少一个第二控制信息,至少一个第二控制信息用于调整发射模块产生的发射电流的电流值,以改变输入电流。
本实施例中,当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,可以向发射设备发送至少一个指示信息,从而调整发射设备的发射电流的电流值,以改变输入电流。进而使输入电流的电流值调整指第三预设范围。从而使接收设备可以更准确地检测到输入电流的输入频率。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于接收接收设备发送的锁频成功信息,锁频成功信息为接收设备在在将整流器的频率调整为输入频率之后发送;
控制器,还用于根据锁频成功信息结束锁频流程,并保持发射电流。
本实施例中,当接收设备完成锁频之后,向发射设备发送锁频成功信息,从而使发射设备结束锁频流程,使发射设备保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于针对锁频成功信息向接收设备发送锁频结束应答消息,以使接收设备根据锁频结束应答消息确定发射设备已结束锁频流程,并获取发射设备保持的发射电流的电流值。
本实施例中,在发射设备接收到锁频成功信息,并保持发射电流之后,还针对锁频成功信息向接收设备发送锁频结束应答消息,从而使接收设备可以根据该锁频结束应答消息,确定发射设备已结束锁频流程,并获取发射设备保持的发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于接收接收设备发送的充电请求;
控制器,用于根据充电请求生成第二控制信号;
发射模块,用于根据第二控制信号为接收设备提供充电的电能。
本实施例中,发射设备还接收接收设备发送的充电情况,并根据充电情况生成第二控制信号,控制发射模块为接收设备提供充电的电能。
第四方面,本申请提供一种无线充电系统,无线充电系统包括:接收设备以及发射设备;
接收设备,用于向发射设备发送锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围的信息;
发射设备,用于根据锁频相关参数向接收设备发送锁频能力信息;
接收设备,还用于在根据锁频能力信息确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流时,向发射设备发送锁频请求;
发射设备用于根据锁频请求产生发射电流;
接收设备还用于根据发射电流感应得到输入电流,且发射电流的频率在第一预设范围内;
接收设备还用于检测输入电流得到输入频率;
接收设备还用于将接收设备的整流器的频率调整为输入频率。
本申请实施方式中,接收设备可以与发射设备进行交互,接收设备可以通过与发射设备的交互获知发射设备是否支持接收设备的工作频率。若发射设备支持接收设备的工作频率,则接收设备可以向发射设备发送锁频请求,通知发射设备产生发射电流,且发射电流的频率在第一预设范围内。接收设备检测到的输入电流的频率也在第一预设范围内。接收设备将整流器的频率调整为与输入电流一致的频率,从而使接收设备的整流器的频率与发射设备保持一致。因此,本申请实施方式中,在确定发射设备支持接收设备的工作频率之后,接收设备再进行频率调整,使接收设备的频率与发射设备的频率保持匹配。可以避免 接收设备与发送设备的工作频率之间存在频差,而导致的无线充电系统震荡,使接收设备可以稳定充电,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内,向发射设备发送至少一个指示信息;
发射设备,还用于根据至少一个指示信息调整发射电流的电流值以改变输入电流;
接收设备,具体用于检测改变后的输入电流,并在改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内时,检测改变后的输入电流得到输入频率。
本申请实施方式中,当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,接收设备还向发射设备发送至少一个指示信息。通过该至少一个指示信息调整发射电流的电流值,以改变输入电流的电流值。使输入电流的电流值可以调整至第三预设范围内,该第三预设范围为接收设备可以准确检测到输入电流的频率的范围,因此,可以提高接收设备检测到的输入频率的准确性。
第五方面,本申请提供一种无线充电系统,该无线充电系统包括:接收设备以及发射设备;
接收设备,用于向发射设备发送锁频请求;
发射设备,用于根据锁频请求产生发射电流;
接收设备,还用于根据发射电流感应得到输入电流;
接收设备,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,向发射设备发送至少一个指示信息;
发射设备,还用于根据至少一个指示信息调整发射电流的电流值,以改变输入电流;
接收设备,还用于检测改变后的输入电流,并在改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内时,检测输入电流得到输入频率;
接收设备还用于将接收设备的整流器的频率调整为输入频率。
本申请实施方式中,在接收设备调整整流器的频率之前,通过调整发射电流的电流值,改变了输入电流的电流值,使输入电流的电流值在第三预设范围内,即输入电流的电流值在接收设备可以准确检测到频率的第三预设范围内。使接收设备可以准确检测到输入电流的频率,从而更准确地调整接收设备自身的整流器的频率。可以避免接收设备与发送设备的工作频率之间存在频差,而导致的无线充电系统震荡,使接收设备可以稳定充电,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
接收设备还用于在向发射设备发送锁频请求之前,向发射设备发送锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围的信息;
发射设备还用于根据锁频相关参数向接收设备发送锁频能力信息;
接收设备还用于根据锁频能力信息确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
接收设备,具体用于在确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流的条 件下,向发射设备发送锁频请求。
本申请实施方式中,接收设备可以通过与发射设备的交互获知发射设备是否支持接收设备的工作频率,在发射设备是否支持接收设备的工作频率的情况下,接收设备才向发射设备发送锁频请求,进一步保障了接收设备与发射设备的频率匹配,提高无线充电系统的稳定性。
下面对本申请第四方面或第五方面的一些可能的实施方式进行介绍。
在一种可能的实施方式中,在发射设备接收到接收设备发送的锁频请求,并产生发射电流之后,还向接收设备发送锁频开始应答消息,该锁频开始应答消息用于通知接收设备:发射设备已开始锁频流程。该锁频开始应答消息中还可以携带发射电流的频率和电流值,以使接收设备根据锁频开始应答消息获知到该发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,至少一个指示信息中的任意一个指示信息:包括电流值指示值或者调整值。该电流指示值用于指示发射设备将发射电流的电流值调整为该电流指示值。该调整值用于指示将发射电流的电流值增加或减少该调整值。
因此,本申请实施方式中,提供了多种不同的发射电流的调整方式,接收设备可以灵活地选择调整发射电流的方式。
在一种可能的实施方式中,
发射设备还用于针对接收到的至少一个指示信息中的每个指示信息回复响应消息,该响应消息中包括发射设备每次调整发射电流后,该发射电流的电流值。以使接收设备根据调整后的发射电流的电流值,准确地确定调整发射电流的粒度,实现更准确高效地对发射电流的调整。
在一种可能的实施方式中,
发射设备,还用于向接收设备发送询问消息,该询问消息用于请求接收设备的锁频相关参数;
接收设备,具体用于在接收到询问消息之后,针对该询问消息回复锁频相关参数;
或者,
接收设备也可以主动向发射设备发送锁频相关参数,例如,可以通过用户的操作向发射设备发送锁频相关参数,也可以是检测到周边预设范围内存在发射设备之后,向发射设备发送锁频相关参数等。
因此,本申请实施方式中,可以由接收设备针对发射设备的询问消息回复锁频相关参数,也可以由接收设备主动向发射设备发送锁频相关参数,适用于多种场景,可以灵活实现接收设备与发射设备之间频率是否匹配的确认。
在一种可能的实施方式中,锁频相关参数还包括第二预设范围的信息;
接收设备,具体用于在根据锁频能力信息确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流时,向发射设备发送锁频请求。
本申请实施方式中,当接收设备确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流时,接收设备才向发射设备发送锁频请求,并进行后续的频率同步操作。可以确保接收设备与发射设备的频率与电流都匹配,提高无线充电系统 的稳定性,提高充电效率。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,还用于在将接收设备的整流器的频率调整为输入频率之后,向发射设备发送锁频成功信息;
发射设备,还用于根据指令保持发射电流。
本申请实施方式中,在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,还向发射设备发送锁频成功信息,以使发射设备根据该锁频成功信息保持发射电流,具体包括保持发射电流的频率,还可以包括保持发射电流的电流值。以使发射设备与接收设备之间的频率一致,实现锁频,减少接收设备与发射设备的频差,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
发射设备还用于在发射设备根据发射指令保持发射电流之后,向接收设备发送锁频结束应答消息,锁频结束应答消息中携带发射设备保持的发射电流的频率和电流值;
接收设备还用于根据锁频结束应答消息确定发射设备保持的发射电流的频率和电流值。
本申请实施方式中,在发射设备接收到锁频成功信息之后,还向接收设备发送锁频结束应答消息,其中携带发射设备保持的发射电流的频率和电流值,以使接收设备根据该锁频结束应答消息确定发射设备保持的发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,
接收设备还用于在将整流器的频率调整为输入频率之后,向发射设备发送锁频成功信息,以通知发射设备该接收设备已将工作频率调整为与发射设备匹配。
在一种可能的实施方式中,
接收设备还用于在将接收设备的整流器的频率调整为输入频率之后,向发射设备发送充电请求;
发射设备还用于根据充电请求为接收设备提供用于充电的电能。
本申请实施方式中,在接收设备将工作频率调整为与接收设备匹配之后,还向发射设备发送充电请求,以使发射设备可以为接收设备提供充电的能量,使接收设备可以成功进行充电。
在一种可能的实施方式中,接收设备还用于向发射设备发送充电指示值,该充电指示值用于指示发射设备产生电流值为该充电指示值的发射电流,使接收设备可以基于该发射电流成功进行充电。
在一种可能的实施方式中,在接收设备向发射设备发送锁频请求之前,接收设备还将自身的整流器短路,避免在完成频率调整之前,整流器的频率与发射设备的频率出现频差,避免无线充电系统的震荡。
在一种可能的实施方式中,在将整流器的频率调整为输入频率之后,接收设备还解除所述整流器的短路,使接收设备可以通过整流器将交变的输入电流转换为直流电。
在一种可能的实施方式中,
若接收设备通过锁频能力信息确定发射设备不支持第一预设范围的频率时,接收设备 还用于生成第一提示信息,第一提示信息用于指示发射设备与接收设备不匹配。
本申请实施方式中,当发射设备不支持第一预设范围的频率时,接收设备可以生成并输出第一提示信息,以提醒用户及时更换发射设备,提高用户体验。
第六方面,本申请提供一种接收设备,包括:接收模块、整流器、检测器、收发器和控制器;
其中,接收模块的输入端与发射设备的发射模块耦合,接收模块的输出端连接整流器的输入端,接收模块的输出端还连接检测器的输入端,检测器的输出端连接控制器,整流器的输出端连接负载或过滤器等,该整流器还与控制器连接;控制器还与收发器连接;
收发器,用于向发射设备发送锁频相关参数,并接收发射设备发送的锁频能力信息,锁频相关参数包括第一预设范围的信息;
控制器,用于根据锁频能力信息确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
收发器,还用于在控制器确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流时,向发射设备发送锁频请求,以使发射设备根据锁频请求产生发射电流;
接收模块,用于接收发射模块基于发射电流产生的电磁能量,并输出输入电流;
检测器,用于检测输入电流的频率,得到输入频率;
控制器,还用于生成调整信号,调整信号用于将整流器的频率调整为输入频率;
整流器,用于在接收设备进行充电时,将接收模块输出的交流电转换为直流电。
本申请实施方式中,接收设备可以通过收发器与发射设备交互,并可以通过与发射设备的交互获知发射设备是否支持接收设备的工作频率。若发射设备支持接收设备的工作频率,则接收设备可以向发射设备发送锁频请求,通知发射设备产生发射电流,且发射电流的频率在第一预设范围内。接收设备检测到的输入电流的频率也在第一预设范围内。接收设备将整流器的频率调整为与输入电流一致的频率,从而使接收设备的整流器的频率与发射设备保持一致。因此,本申请实施方式中,在确定发射设备支持接收设备的工作频率之后,接收设备再进行频率调整,可以避免接收设备与发送设备的工作频率之间存在频差,而导致的无线充电系统震荡,使接收设备可以稳定充电,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,向发射设备发送至少一个指示信息,至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流的电流值以改变输入电流;
接收模块,具体用于感应改变后的发射电流,从而得到改变后的输入电流;
检测器,具体用于在检测到改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内时,检测改变后的输入电流得到输入频率。
本申请实施方式中,当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,接收设备还向发射设备发送至少一个指示信息。通过该至少一个指示信息调整发射电流的电流值,以改变输入电流的电流值。使输入电流的电流值可以调整至第三预设范围内,该第三预设范围为接收设备可以准确检测到输入电流的频率的范围,因此,可以提高接收设备检测到的输入频率的准确性。
第七方面,本申请提供一种接收设备,包括:接收模块、整流器、检测器、收发器和控制器;
其中,接收模块的输入端与发射设备的发射模块耦合,接收模块的输出端连接整流器的输入端,接收模块的输出端还连接检测器的输入端,检测器的输出端连接控制器,整流器的输出端连接负载或过滤器等,该整流器还与控制器连接;控制器还与收发器连接;
收发器,用于向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于指示发射设备产生发射电流,且发射电流的频率在第一预设范围内;
接收模块,用于根据发射电流感应改变后的发射电流,从而得到输入电流;
收发器,还用于若输入电流的电流值不在第三预设范围内,则向发射设备发送的至少一个指示信息,至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流,以改变输入电流;
检测器,用于检测改变后的输入电流,在检测到的改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内时,检测输入电流得到输入频率;
控制器,用于生成调整信号,调整信号用于控制整流器的可控开关管,将整流器的频率调整为输入频率。
本申请实施方式中,在接收设备调整整流器的频率之前,通过调整发射电流的电流值,改变了输入电流的电流值,使输入电流的电流值在第三预设范围内,即输入电流的电流值在接收设备可以准确检测到频率的第三预设范围内。使接收设备可以准确检测到输入电流的频率,从而更准确地调整接收设备自身的整流器的频率。可以避免接收设备与发送设备的工作频率之间存在频差,而导致的无线充电系统震荡,使接收设备可以稳定充电,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于在向发射设备发送锁频请求之前,向发射设备发送锁频相关参数,锁频相关参数包括接收设备的工作频率的第一预设范围的信息;
收发器,还用于接收发射设备发送的锁频能力信息;
控制器,还用于根据锁频能力信息确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
收发器,具体用于在确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流的情况下,向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于指示发射设备产生频率在第一预设范围内的发射电流。
本申请实施方式中,接收设备可以通过与发射设备的交互获知发射设备是否支持接收设备的工作频率,在发射设备是否支持接收设备的工作频率的情况下,接收设备才向发射设备发送锁频请求,进一步保障了接收设备与发射设备的频率匹配,提高无线充电系统的稳定性。
下面对本申请第六方面或第七方面的一些可能的实施方式进行介绍。
在一种可能的实施方式中,在发射设备接收到接收设备发送的锁频请求,并产生发射电流之后,还向接收设备发送锁频开始应答消息,接收设备的收发器还用于接收该锁频开始应答消息。控制器还用于根据该锁频开始应答消息获知发射设备已开始锁频流程以及该 发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,锁频相关参数还包括第二预设范围的信息;
控制器,还用于根据锁频能力信息确定发射设备是否支持产生电流值在第二预设范围内的发射电流;
收发器,具体用于在控制器确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流时,向发射设备发送锁频请求。
本申请实施方式中,当接收设备确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流时,接收设备才向发射设备发送锁频请求,并进行后续的频率同步操作。可以确保接收设备与发射设备的频率与电流都匹配,提高无线充电系统的稳定性,提高充电效率。
在一种可能的实施方式中,至少一个指示信息中的任意一个指示信息:包括电流值指示值或者调整值。该电流指示值用于指示发射设备将发射电流的电流值调整为该电流指示值。该调整值用于指示将发射电流的电流值增加或减少该调整值。
因此,本申请实施方式中,提供了多种不同的发射电流的调整方式,接收设备可以灵活地选择调整发射电流的方式。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于接收发射设备发送的询问消息;
该收发器,具体用于针对该询问消息回复锁频相关参数;
或者,
收发器,用于主动向发射设备发送锁频相关参数,例如,可以通过用户的操作向发射设备发送锁频相关参数,也可以是检测到预设范围内存在发射设备之后,向发射设备发送锁频相关参数等。
因此,本申请实施方式中,可以由接收设备针对发射设备的询问消息回复锁频相关参数,也可以由接收设备主动向发射设备发送锁频相关参数,适用于多种场景,可以灵活实现接收设备与发射设备之间频率是否匹配的确认。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于在整流器的频率调整为输入频率之后,向发射设备发送锁频成功信息,锁频成功信息用于指示发射设备保持发射电流。
本申请实施方式中,在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,还向发射设备发送锁频成功信息,以使发射设备根据该锁频成功信息保持发射电流,具体包括保持发射电流的频率,还可以包括保持发射电流的电流值。以使发射设备与接收设备之间的频率一致,实现锁频,减少接收设备与发射设备的频差,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于在整流器的频率调整为输入频率之后,向发射设备发送充电请求,充电请求用于指示发射设备为接收设备提供用于充电的电能。
本申请实施方式中,在接收设备将工作频率调整为与接收设备匹配之后,还向发射设备发送充电请求,以使发射设备可以为接收设备提供充电的能量,使接收设备可以成功进 行充电。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于向发射设备发送充电指示值,该充电指示值用于指示发射设备产生电流值为该充电指示值的发射电流。
在一种可能的实施方式中,
控制器,还用于在收发器向发射设备发送锁频请求之前,产生短路信号,并将该短路信号发送至整流器,将整流器短路,避免在完成频率调整之前,整流器的频率与发射设备的频率出现频差,避免无线充电系统的震荡。
在一种可能的实施方式中,
控制器,在通过调整信号将整流器的频率调整为输入频率之后,接收设备还解除所述整流器的短路,使接收设备可以通过整流器将交变的输入电流转换为直流电。
第八方面,本申请提供一种发射设备,包括:发射模块、收发器和控制器;
收发器,用于接收接收设备发送的锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围的信息;
控制器,用于生成锁频能力信息,锁频能力信息用于指示是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
收发器,还用于向接收设备发送锁频能力信息;
收发器,还用于接收接收设备发送的锁频请求,锁频请求为接收设备在确定发射支持产生频率在第一预设范围内的发射电流时发送;
发射模块,用于根据锁频请求产生发射电流,以使所述接收根据所述发射电流得到输入电流,并根据所述输入电流的输入频率调整接收设备的整流器的频率。
本申请实施方式中,发射设备可以针对接收设备发送的锁频相关参数回复锁频能力信息,以使接收设备根据该锁频能力信息确定发射设备是否支持接收设备的工作频率。并在发射设备支持接收设备的工作频率的情况下,向发射设备发送锁频请求,从而完成频率调整,是接收设备的频率与发射设备的频率匹配。因此,本申请实施例中,通过发射设备与接收设备的交互以及接收设备调整频率,来保障发射设备与接收设备的频率匹配。提高了无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,在收发器接收到接收设备发送的锁频请求,并产生发射电流之后,还向接收设备发送锁频开始应答消息,以使接收设备根据该锁频开始应答消息获知发射设备已开始锁频流程以及该发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于接收至少一个指示信息,至少一个指示信息为接收设备在输入电流的电流值不在第三预设范围内时发送;
控制器,用于生成第二控制信号,通过控制信号调整发射模块产生的发射电流,以改变后输入电流,且输入电流的电流值在第三预设范围内。
本申请实施方式中,发射设备还接收到接收设备发送的至少一个指示信息,并根据该至少一个指示信息调整发射电流的电流值,以改变输入电流的电流值,是改变后的输入电 流的电流值在第三预设范围内。使接收设备可以基于电流值在第三预设范围内的输入电流准确地检测到输入频率。
在一种可能的实施方式中,至少一个指示信息中的任意一个指示信息:包括电流值指示值或者调整值。该电流指示值用于指示发射设备将发射电流的电流值调整为该电流指示值。该调整值用于指示将发射电流的电流值增加或减少该调整值。
因此,本申请实施方式中,提供了多种不同的发射电流的调整方式,接收设备可以灵活地选择调整发射电流的方式。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于向接收设备发送询问消息,该询问消息用于请求接收设备的锁频相关参数,以使接收设备在接收到询问消息之后,针对该询问消息回复锁频相关参数。本实施例提供了一种获取锁频相关参数的方式。
在一种可能的实施方式中,锁频相关参数还包括第二预设范围的信息;
锁频能力信息还用于指示是否支持产生电流值在第二预设范围内的发射电流,以使接收设备根据该锁频能力信息确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内,电流值在第二预设范围内的发射电流。使接收设备基于该锁频能力信息,确定是否可以使用该发射设备对接收设备进行充电,提高无线充电系统的稳定性,提高用户体验。
本申请实施方式中,当接收设备确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流时,接收设备才向发射设备发送锁频请求,并进行后续的频率同步操作。可以确保接收设备与发射设备的频率与电流都匹配,提高无线充电系统的稳定性,提高充电效率。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于接收锁频成功信息,锁频成功信息为接收设备在将接收设备的整流器的频率调整为输入频率之后发送;
控制器,还用于根据锁频成功信息生成第三控制信号,通过第三控制信号控制发射模块保持发射电流。
本申请实施方式中,在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,还向发射设备发送锁频成功信息,以使发射设备根据该锁频成功信息保持发射电流,具体包括保持发射电流的频率,还可以包括保持发射电流的电流值。以使发射设备与接收设备之间的频率一致,实现锁频,减少接收设备与发射设备的频差,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
收发器,还用于在将接收设备的整流器的频率调整为输入频率之后,接收该接收设备发送的充电请求;
控制器,还用于根据充电请求,为接收设备提供用于充电的电能。
本申请实施方式中,在接收设备将工作频率调整为与接收设备匹配之后,还向发射设备发送充电请求,以使发射设备可以为接收设备提供充电的能量,使接收设备可以成功进行充电。
第九方面,本申请提供一种锁频方法,应用于无线充电系统,该无线充电系统包括发 射设备与接收设备,发射设备用于为接收设备提供电能,该方法包括:
接收设备向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于指示发射设备产生发射电流,且发射电流的频率在第一预设范围内;接收设备根据发射电流感应得到输入电流;若输入电流的电流值不在第三预设范围内,则接收设备向发射设备发送的至少一个指示信息,该至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流以改变输入电流;接收设备检测改变后的输入电流并在改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内时,检测输入电流得到输入频率;接收设备将接收设备的整流器的频率调整为输入频率。
本申请实施方式中,在接收设备调整整流器的频率之前,通过调整发射电流的电流值,改变了输入电流的电流值,使输入电流的电流值在第三预设范围内,即输入电流的电流值在接收设备可以准确检测到频率的第三预设范围内。使接收设备可以准确检测到输入电流的频率,从而更准确地调整接收设备自身的整流器的频率。可以避免接收设备与发送设备的工作频率之间存在频差,而导致的无线充电系统震荡,使接收设备可以稳定充电,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,至少一个指示信息中的任意一个指示信息包括:第二电流指示值或调整值,第二电流指示值用于指示发射设备将发射电流调整为第二电流指示值,调整值用于指示发射设备将发射电流增加或减少调整值。因此,本申请实施方式中,提供了多种不同的发射电流的调整方式,接收设备可以灵活地选择调整发射电流的方式。
在一种可能的实施方式中,在接收设备向发射设备发送锁频请求之前,该方法还包括:
接收设备向发射设备发送锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围的信息;接收设备接收发射设备发送的锁频能力信息;接收设备根据锁频能力信息确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
接收设备向发射设备发送锁频请求,包括:接收设备在确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流的情况下,向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于指示发射设备产生频率在第一预设范围内的发射电流。
本申请实施方式中,接收设备可以通过与发射设备的交互获知发射设备是否支持接收设备的工作频率,在发射设备是否支持接收设备的工作频率的情况下,接收设备才向发射设备发送锁频请求,进一步保障了接收设备与发射设备的频率匹配,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,可以在接收到询问消息之后,针对该询问消息回复锁频相关参数;
或者,
接收设备也可以主动向发射设备发送锁频相关参数,例如,可以通过用户的操作向发射设备发送锁频相关参数,也可以是检测到预设范围内存在发射设备之后,向发射设备发送锁频相关参数等。
因此,本申请实施方式中,可以由接收设备针对发射设备的询问消息回复锁频相关参数,也可以由接收设备主动向发射设备发送锁频相关参数,适用于多种场景,可以灵活实现接收设备与发射设备之间频率是否匹配的确认。
在一种可能的实施方式中,锁频相关参数还包括第二预设范围的信息,该方法还包括:
接收设备根据锁频能力信息确定发射设备是否支持产生电流值在第二预设范围内的发射电流;接收设备向发射设备发送锁频请求,包括:接收设备在确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流的情况下,向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于指示发射设备产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流。
本申请实施方式中,当接收设备确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流时,接收设备才向发射设备发送锁频请求,并进行后续的频率同步操作。可以确保接收设备与发射设备的频率与电流都匹配,提高无线充电系统的稳定性,提高充电效率。
在一种可能的实施方式中,在接收设备将接收设备的整流器的频率调整为输入频率之后,方法还包括:接收设备向发射设备发送锁频成功信息,锁频成功信息用于指示发射设备保持发射电流。
本申请实施方式中,在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,还向发射设备发送锁频成功信息,以使发射设备根据该锁频成功信息保持发射电流,具体包括保持发射电流的频率,还可以包括保持发射电流的电流值。以使发射设备与接收设备之间的频率一致,实现锁频,减少接收设备与发射设备的频差,提高无线充电系统的稳定性。
在一种可能的实施方式中,
接收设备还用于向发射设备发送充电请求,充电请求用于指示发射设备为接收设备提供用于充电的电能。
本申请实施方式中,在接收设备将工作频率调整为与接收设备匹配之后,还向发射设备发送充电请求,以使发射设备可以为接收设备提供充电的能量,使接收设备可以成功进行充电。
在一种可能的实施方式中,接收设备还可以向发射设备发送充电指示值,该充电指示值用于指示发射设备产生电流值为该充电指示值的发射电流,使接收设备可以基于该发射电流成功进行充电。
在一种可能的实施方式中,在接收设备向发射设备发送锁频请求之前,接收设备还可以将自身的整流器短路,避免在完成频率调整之前,整流器的频率与发射设备的频率出现频差,避免无线充电系统的震荡。
在一种可能的实施方式中,在将整流器的频率调整为输入频率之后,接收设备还可以解除所述整流器的短路,使接收设备可以通过整流器将交变的输入电流转换为直流电。
第十方面,本申请提供了一种无线充电系统,其特征在于,无线充电系统包括:接收设备和发射设备,接收设备包括整流器;
接收设备,用于将整流器的输入端短路,并向发射设备发送锁频请求,锁频请求中携带第一预设范围的信息;
发射设备,用于根据锁频请求产生发射电流,发射电流的频率在第一预设范围内;
接收设备,用于根据发射电流得到整流器的输入电流;
接收设备,还用于在检测到输入电流的频率在第一预设范围内,向发射设备发送锁频成功信息;
发射设备,还用于根据锁频成功信息保持发射电流。
本实施例中,接收设备可以通过与发射设备的交互完成锁频,使接收设备与发射设备的工作频率保持一致,避免因接收设备和发射设备的工作频率不一致导致的系统震荡。
在一种可能的实施方式中,所述接收设备,具体用于当所述输入电流的电流值在第三预设范围内,检测所述输入电流的频率。
在一种可能的实施方式中,
接收设备,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内,向发射设备发送至少一个指示信息;
发射设备,还用于在接收到至少一个指示信息中的每个指示信息之后,调整发射电流的电流值,以改变输入电流。
因此,当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,接收设备将不能检测到输入电流的频率,或者输入电流的频率误差较大,需要将输入电流的电流值调整到合适的范围内,因此,可以通过向发射设备发送指示信息来调整输入电流的电流值,从而使检测到的输入电流的频率更准确。
在一种可能的实施方式中,接收设备,还用于将整流器的控制频率调整为与输入电流的频率一致。
在本申请实施方式中,接收设备可以将整流器的控制频率调整为与输入电流一致,从而使得接收设备的工作频率和发射设备的工作频率保持一致,避免因接收设备和发射设备的工作频率不一致导致的系统震荡。
在一种可能的实施方式中,发射设备,还用于针对锁频请求,向接收设备发送锁频请求响应消息。
本申请实施方式中,发射设备还可以针对接收设备发送的锁频请求进行回复,以通知接收设备该发射设备已接收到该锁频请求。
在一种可能的实施方式中,锁频请求中还携带第二预设范围的信息,发射电流的电流值为根据第二预设范围确定。
因此,本申请实施方式中,还可以在锁频请求中携带发射电流的电流值的范围,从而使发射设备可以根据该锁频请求确定发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,所述接收设备还用于向所述发射设备发送充电请求,所述充电请求用于指示所述发射设备为所述接收设备提供用于充电的电能。
第十一方面,本申请提供了一种接收设备,其特征在于,接收设备包括:收发器、控制器、接收模块、检测器和整流器;
控制器,用于控制整流器的输入端短路;
收发器,用于发射设备发送锁频请求,锁频请求中携带第一预设范围的信息,锁频请求用于请求发射设备产生频率在第一预设范围内的发射电流;
接收模块,用于根据发射电流得到整流器的输入电流;
检测器,用于检测输入电流的频率;
收发器,还用于在检测器检测到输入电流的频率在第一预设范围内,向发射设备发送锁频成功信息,锁频成功信息用于指示发射设备保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,检测器,具体用于当所述输入电流的电流值在第三预设范围内,检测所述输入电流的频率。
在一种可能的实施方式中,收发器,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内,向发射设备发送至少一个指示信息,至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流的电流值,以改变输入电流。
在一种可能的实施方式中,控制器,还用于将整流器的控制频率调整为输入电流的频率。
在一种可能的实施方式中,收发器,还用于接收发射设备针对锁频请求回复的锁频请求响应消息。
在一种可能的实施方式中,锁频请求中还携带第二预设范围的信息,第二预设范围用于发射设备确定发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,收发器,还用于向所述发射设备发送充电请求,所述充电请求用于指示所述发射设备为所述接收设备提供用于充电的电能。
第十二方面,本申请提供了一种发射设备,其特征在于,发射设备包括:收发器和发射模块;
收发器,用于接收接收设备发送的锁频请求,锁频请求中携带第一预设范围的信息;
发射模块,用于根据锁频请求产生发射电流,发射电流的频率为根据第一预设范围确定,发射电流用于使接收设备得到整流器的输入电流;
收发器,还用于接收接收设备发送的至少一个指示信息;
发射模块,还用于在收发器接收到至少一个指示信息中的每个指示信息之后,调整发射电流的电流值,以改变输入电流。
在一种可能的实施方式中,至少一个指示信息为接收设备确定输入电流的电流值不在第三预设范围内之后发送的。
在一种可能的实施方式中,收发器,还用于针对锁频请求,向接收设备发送锁频请求响应消息。
在一种可能的实施方式中,锁频请求中还携带第二预设范围的信息;
发射模块,具体用于根据第二预设范围确定发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,
所述收发器,还用于接收所述接收设备发送的充电请求;
所述发射模块,还用于根据所述充电请求为所述接收设备提供用于充电的电能。
第十三方面,本申请提供了一种锁频方法,其特征在于,应用于无线充电系统,无线充电系统包括发射设备与接收设备,发射设备用于为接收设备提供电能,方法包括:
接收设备向发射设备发送锁频请求,锁频请求中包括第一预设范围的信息;
接收设备根据发射电流得到接收设备的整流器的输入电流;
接收设备检测输入电流的频率;
在接收设备检测到输入电流的频率在第一预设范围内,接收设备向发射设备发送锁频成功信息,锁频成功信息用于指示发射设备保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,接收设备检测输入电流的频率,可以包括:在输入电流的幅值在第三预设范围内,接收设备检测输入电流的频率。
在一种可能的实施方式中,上述方法还可以包括:
当输入电流的电流值不在第三预设范围内,接收设备向发射设备发送的至少一个指示信息,所示至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流以改变输入电流。
在一种可能的实施方式中,所述方法还可以包括:
所述接收设备向所述发射设备发送充电请求,所述充电请求用于指示所述发射设备为所述接收设备提供用于充电的电能。
在一种可能的实施方式中,在接收设备检测输入电流的频率之后,所述方法还可以包括:接收设备将整流器的控制频率调整为输入频率。
第十四方面,本申请提供了一种锁频方法,其特征在于,应用于无线充电系统,无线充电系统包括发射设备与接收设备,发射设备用于为接收设备提供电能,方法包括:
发送设备接收接收设备发送的锁频请求,锁频请求中包括第一预设范围的信息;
发送设备产生发射电流,发射电流用于接收设备得到整流器的输入电流,发射电流的频率为根据第一预设范围确定;
发送设备接收接收设备发送的至少一个指示信息,并在收发器接收到至少一个指示信息中的每个指示信息之后,调整发射电流的电流值,以改变输入电流。
一种可能的实施方式中,至少一个指示信息为接收设备确定输入电流的电流值不在第三预设范围内之后发送。
在一种可能的实施方式中,在发送设备接收接收设备发送的锁频请求之后,方法还包括:发送设备针对锁频请求,向接收设备发送锁频请求响应消息。
在一种可能的实施方式中,锁频请求中还携带第二预设范围的信息,上述方法还可以包括:
发射设备根据第二预设范围确定发射电流的电流值。在一种可能的实施方式中,在调整发射电流的电流值之后,上述方法还可以包括:接收所述接收设备发送的充电请求;根据所述充电请求为所述接收设备提供用于充电的电能。
第十五方面,本申请实施例提供了一种数字处理芯片,芯片包括处理器和存储器,存储器和处理器通过线路互联,存储器中存储有指令,处理器用于实现如上述第一方面、第三方面、第六方面、第七方面、第十一方面或第十二方面中任一方面中的任一项的中与控制器相关的功能。
第十六方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,包括指令,当其与处理器耦合时,使处理器实现如上述第一方面、第三方面、第六方面、第七方面、第十一方面或第十二方面中任一方面中的任一项的中与控制器相关的功能。
第十七方面,本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机实现如上述第一方面、第三方面、第六方面、第七方面、第十一方面或第十二方面中任一方面中的任一项的中与控制器相关的功能。
附图说明
图1A为本申请提供的一种无线充电系统的结构示意图;
图1B为本申请提供的一种充电流程示意图;
图2为本申请提供的一种锁频方法的流程示意图;
图3为本申请提供的另一种锁频方法的流程示意图;
图4为本申请提供的另一种锁频方法的流程示意图;
图5为本申请提供的另一种锁频方法的流程示意图;
图6为本申请提供的另一种锁频方法的流程示意图;
图7为本申请提供的另一种锁频方法的流程示意图;
图8A为本申请提供的一种接收设备的结构示意图;
图8B为本申请提供的另一种接收设备的结构示意图;
图9A为本申请提供的一种发射设备的结构示意图;
图9B为本申请提供的另一种发射设备的结构示意图;
图10为本申请提供的另一种无线充电系统的结构示意图;
图11为本申请提供的另一种无线充电系统的结构示意图;
图12为本申请提供的另一种无线充电系统的结构示意图;
图13A为本申请提供的一种接收设备中的整流器的结构示意图;
图13B为本申请提供的另一种接收设备中的整流器的结构示意图;
图13C为本申请提供的另一种接收设备中的整流器的结构示意图;
图13D为本申请提供的另一种接收设备中的整流器的结构示意图;
图14为本申请提供的另一种无线充电系统的结构示意图;
图15为本申请提供的一种接收设备的输入电流与输入电压相位示意图。
具体实施方式
本申请提供一种锁频方法、无线充电系统、接收设备以及发送设备,用于在无线充电场景中,通过接收设备与发射设备的交互,确定发射设备与接收设备之间是否可以进行锁频流程,提高系统稳定性。
本申请提供的锁频方法可以应用于各种可以实现无线充电的场景中,例如,车到电网(vehicle to grid,V2G)场景、电动汽车使用充电站充电等场景。该方法具体可以应用于无线充电系统,该无线充电系统可以包括接收设备以及发射设备。发射设备可以用于向接收设备提供电能,接收设备可以接收发射设备提供的电能。
发射设备可以是各种提供电能的充电设备,包括但不限于:无线充电站、无线充电停车位、无线充电道路等。并且,该发射设备可以设置在地面上,也可以埋于地面之下。
接收设备可以包括各种可以进行无线充电的设备,包括但不限于:电动汽车、混合动力汽车等。
示例性地,下面以埋于地面之下的无线充电站以及电动汽车进行说明。本申请提供的无线充电系统如图1A所示。该无线充电系统包括无线充电站101以及电动汽车100。
电动汽车100可以包括无线充电接收装置1000,无线充电站101可以包括无线充电发射装置1010。目前,无线充电系统对电动汽车的充电过程是通过位于电动汽车100中的无线充电接收装置1000和位于无线充电站101中的无线充电发射装置1010共同工作,来进行非接触式充电的。
无线充电接收装置1000具体可以集成到电动汽车100的底部,当电动汽车100进入无线充电发射装置1010的无线充电范围时,即可通过无线充电方式对电动汽车100充电。无线充电接收装置1000的接收模块和整流器可以集成在一起,也可以是分开的,分开时整流器通常放在车内,图1A所示是接收模块和整流器集成在一起。无线充电发射装置1010也有发射模块和逆变电路集成和分开两种方式,图1A所示是发射模块和逆变电路集成在一起的形式。
可选的,非接触式充电可以是无线充电接收装置1000和无线充电发射装置1010通过电场或磁场耦合方式进行无线能量传输,具体可为电场感应、磁感应、磁共振或无线辐射方式,本申请对此不做具体限制。进一步地,电动汽车100和无线充电站101还可以双向充电,即无线充电站101通过供电电源向电动汽车100充电,也可以由电动汽车100向供电电源放电。
此外,本申请中,发射设备与接收设备之间可以通过通信网络进行数据传输,该通信网络具体可以包括但不限于以下一种或多种的组合:第五代移动通信技术(5th-generation,5G)系统,长期演进(long term evolution,LTE)系统、全球移动通信系统(global system for mobile communication,GSM)或码分多址(code division multiple access,CDMA)网络、宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA)网络、蓝牙(bluetooth)、无线保真(wireless fidelity,WiFi)、紫蜂协议(Zigbee)、射频识别技术(radio frequency identification,RFID)、远程(Long Range,Lora)无线技术、近距离无线通信技术(near field communication,NFC)等。
需要说明的是,在充电时,若接收设备中包括的是不可控整流器,该不可控整流器的频率可自适应地与接收设备的频率保持一致。而当接收设备的包括的是可控整流器时,则可控整流器的频率无法自适应地与发射设备的频率保持一致,接收设备与发射设备之间容易产生频差,导致无线充电系统产生震荡。因此,本申请提供一种锁频方法,通过调整频率之前,通过发射设备与接收设备的交互,确定发射设备支持接收设备的工作频率,来确保发射设备与接收设备之间的频率匹配,提高无线充电系统的稳定性。
在接收设备使用发射设备进行充电的过程中,具体流程可以包括如图1B所示。
具体可以包括:系统上电、兼容性检测、导引对准检测、配对检测、偏移检测、启动充电、充电中和停止充电等流程。系统上电即发射设备准备为接收设备进行充电准备。兼容性检测即检测发射设备是否可以为接收设备充电。导引对准检测、配对检测和偏移检测 即检测接收设备和发射设备的线圈对准程度,并引导对准接收设备和发射设备的线圈,为后续充电做准备。
其中,本实施例中,在兼容性检测中增加了确定是否需要锁频的流程,提高了无线充电系统的稳定性。
下面结合图2,对本申请提供的无线充电系统中发射设备与接收设备的交互流程进行说明。
201、接收设备向发射设备发送锁频相关参数。
其中,锁频相关参数包括第一预设范围和第二预设范围的信息。该第一预设范围为接收设备的工作频率的范围或者工作频率值。该第二预设范围为接收设备进行锁频时,发射设备产生的发射电流的电流值范围。用于询问发射设备是否支持产生频率在该第一预设范围内,且电流值在第二预设范围的发射电流。同时也使发射设备获知发射设备的工作频率的范围。
例如,若接收设备充电所使用的频率为f1或者f1-f2,则该锁频相关参数包括该f1或者f1-f2的频率信息,用于询问发射设备是否支持产生频率为f1或者在f1-f2范围内,且电流值为I2的发射电流。又例如,若接收设备准确检测到输入电流的频率的电流值为13A-15A,接收设备与发射设备之间默认的耦合系数0.9,计算出的电流值范围14.4A-16.7A,即第二预设范围为14.4A-16.7A,锁频相关参数中还携带14.4A-16.7A的电流值信息,用于询问发射设备是否支持产生电流值在14.4A-16.7A的发射电流。
需要说明的是,本申请所提及的电流值,可以是电流的有效值、平均值或者瞬时值等,具体可以根据实际应用场景确定,本申请对此并不作限定。
202、发射设备向接收设备发送锁频能力信息。
发射设备在接收到接收设备发送的锁频相关参数之后,针对该锁频相关参数回复锁频能力信息。
其中,发射设备在接收到锁频相关参数之后,判断是否具有锁频功能,以及判断是否支持第一预设范围内的频率,以及第二预设范围内的电流值。并根据判断结果生成锁频能力信息,发送至接收设备。或者,发射设备可以仅判断是否具有锁频功能,并在锁频能力信息中携带发射设备支持的工作频率的范围和电流值的范围,以使接收设备根据该锁频能力信息获取到发射后设备支持的工作频率的范围和电流值的范围,进而判断是否可以使用发射设备进行充电,或者,在进行充电之前是否需要进行锁频。
例如,发射设备接收到接收设备发送的锁频相关参数,确定接收设备的工作频率为83-85.5KHz。发射设备确定自身的工作频率为85KHz,即支持接收设备的工作频率。则发射设备针对锁频相关参数回复锁频能力信息,确认发射设备支持接收设备的工作频率。或者,发射设备还可以直接在锁频能力信息中携带自身的工作频率,即85KHz,以使接收设备获知发射设备的工作频率。
又例如,若锁频相关参数中携带14A-16A的电流值范围,则发射设备判断是否支持电流值在14A-16A范围内的发射电流。若支持,则锁频能力信息还用于指示发射设备支持电流值在14A-16A范围内的发射电流,若不支持,则锁频能力信息还用于指示发射设备不支 持电流值在14A-16A范围内的发射电流。又例如,若锁频相关参数中携带14A-16A的电流值范围,发射设备确定支持的电流值范围为13A-15A,则在锁频能力信息中携带13A-15A的范围信息,以使接收设备根据发射设备支持的电流值范围判断是否支持产生电流值在第二预设范围内的发射电流。
203、接收设备判断发射设备是否具有锁频功能,以及是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值。
其中,接收设备在接收到发射设备发送的锁频能力信息之后,判断发射设备是否具有锁频功能,并在确定发射设备具有锁频功能时,判断发射设备是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值。
接收设备可以确定发射设备是否可以为接收设备提供充电的电能,或者,确定在进行充电之前,是否需要进行锁频。具体地,若发射设备支持接收设备的工作频率,且支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值,则接收设备确定可以使用接收设备进行充电;或者,在接收设备使用发射设备进行充电之间,可以通过与发射设备的交互操作进行锁频。
本实施例中,接收设备可以通过与发射设备的交互,确定发射设备是否可以为接收设备提供充电的电能,或者,确定在进行充电之前,是否需要进行锁频。使接收设备可以在充电之前,将整流器的频率调整为与发射设备的工作频率保持一致,避免系统震荡。而当发射设备不支持锁频,或者,发射设备不支持第一预设范围的频率或第二预设范围的电流值时,接收设备可以及时选择可用的发射设备进行充电,提高用户体验。
在一种可能的实施方式中,前述步骤201中的锁频相关参数可以是由接收设备主动向发射设备发送。
在一种具体的场景中,接收设备可以基于用户的操作获取输入数据,根据该输入数据向发射设备发送锁频相关参数。例如,当用户驾驶电动汽车行驶至充电站附近时,用户可以在电动汽车的中控屏中选择该充电站,确定该充电站是否可以提供充电。电动汽车可以基于用户的操作,向充电站发送锁频相关参数,其中包括电动汽车充电时的工作频率,用于询问充电站是否支持该电动汽车进行充电的工作频率。
在另一种具体的场景中,接收设备可以获取一个或多个发射设备的信息,并主动向发射设备发送锁频相关参数。例如,当电动汽车检测到电池组的容量低于阈值时,接收设备基于离线地图或者在线地图查找预设范围内的充电站,并向预设范围内的一个或多个充电站发送锁频相关参数,确定该一个或多个充电站中有哪些充电站可以为电动汽车提供充电。
而在另一种可能的实施方式中,该锁频相关参数可以是在发射设备的请求下发送至发射设备的,下面结合图3对发射设备发起锁频询问的场景进行说明。
301、发射设备向接收设备询问是否需要锁频。
其中,发射设备可以向接收设备发送第一询问消息,用于询问接收设备是否需要锁频。
例如,当用户驾驶电动汽车行驶至充电站时,充电站通过摄像头、传感器等监测到有电动汽车进入充电站,则充电站可以向电动汽车发送第一询问消息,询问电动汽车是否需要锁频。
302、接收设备向发射设备应答是否需要锁频。
其中,接收设备在接收到发射设备发送的第一询问消息之后,判断是否需要锁频,并向发射设备第一应答消息,以应答是否需要锁频。
通常,当接收设备中包括可控整流器时,接收设备需要锁频,即需要调整可控整流器的频率,以使接收设备的工作频率与发射设备保持一致。
303、发射设备向接收设备请求锁频相关的信息。
发射设备在接收到接收设备发送的第一应答消息之后,根据该第一应答消息判断接收设备是否需要锁频。当发射设备确定接收设备需要锁频时,向接收设备发送第二询问消息,以请求锁频相关的信息。
304、接收设备向发射设备发送锁频相关参数。
当接收设备接收到发射设备发送的第二询问消息之后,获取自身的锁频相关参数,包括工作频率的第一预设范围,和准确检测到输入电流的频率的发射电流的第二预设范围。
具体地,步骤304可以参阅前述步骤201,此处不再赘述。
305、发射设备向接收设备发送锁频能力信息。
306、接收设备判断发射设备是否具有锁频功能,以及是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值。
需要说明的是,本实施例中的步骤305-306可以参阅前述步骤202-203,此处不再赘述。
例如,当用户驾驶电动汽车行驶至充电站时,充电站通过摄像头、传感器等监测到有电动汽车进入充电站。电动汽车和充电管理服务器或充电站的地面的发射端进行兼容性检测,如设备ID、厂家ID、控制方式等兼容性检测,兼容性检测还包括是否需要锁频,因此,充电站可以向电动汽车发送第一询问消息,询问电动汽车是否需要锁频。当电动汽车向充电站回复需要锁频时,充电站向电动汽车发送第二询问消息,询问电动汽车进行锁频相关的信息。电动汽车在接收到第二询问消息之后,回复锁频相关参数,包括电动汽车的工作频率以及充电站需要支持的电流值的范围。例如,若电动汽车的工作频率为85kHz,当电动汽车的整流器输入电流Irec=13A时能够实现锁频检测,因此,电动汽车询问充电站能否提供85kHz的发射电流,且该发射电流的电流值为Ip=15A。充电站向电动汽车回复是否能提供85kHz、15A的发射电流。
因此,本实施例中,可以由发射设备发起询问,询问接收设备是否需要锁频。接收设备可以通过与发射设备的交互,确定发射设备是否可以为接收设备提供充电的电能,或者,确定在进行充电之前,是否需要进行锁频。使接收设备可以在充电之前,将整流器的频率调整为与发射设备的工作频率保持一致,避免系统震荡。而当发射设备不支持锁频,或者,发射设备不支持第一预设范围的频率或第二预设范围的电流值时,接收设备可以及时选择可用的发射设备进行充电,提高用户体验。
而在步骤203或者305之后,接收设备进行导引对准检测、配对检测、偏移检测、耦合系数检测等操作,在接收设备充电之前需要进行锁频。具体地,本申请中的锁频流程可以参阅以下步骤404-410、501-511或601-611中的相关描述,此处不再赘述。
此外,本申请还提供了一种锁频方法,下面结合前述图1A-3,对本申请提供的一种锁频方法进行详细说明。
请参阅图4,本申请提供的锁频方法的一种流程示意图,如下所述。
401、接收设备向发射设备发送锁频相关参数。
其中,该锁频相关参数可以参阅前述步骤201中的相关介绍,不同的是,本实施例中的锁频相关参数可以仅包括第一预设范围的信息,也可以同时包括第一预设范围的信息与第二预设范围的信息。
并且,该锁频相关参数可以是接收设备主动向发射设备发送的,也可以是针对发射设备的询问发送该锁频相关参数,具体可以参阅前述图3,此处不再赘述。
402、发射设备向接收设备发送锁频能力信息。
其中,步骤402可以参阅前述202,具体此处不再赘述。不同的是,当锁频相关参数中仅包括第一预设范围的信息时,该锁频能力信息中可以仅包括发射设备是否支持第一预设范围内的频率的信息。
403、接收设备判断发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流,若是,则执行步骤404,若否,则执行步骤411。
其中,接收设备在接收到发射设备回复的锁频能力信息之后,根据该锁频能力信息确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流,若是,则执行步骤404,若否,则执行步骤411。
例如,锁频能力信息中可以携带指示发射设备是否支持第一预设范围内的工作频率的指示,接收设备可以直接根据该指示确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流。又例如,锁频能力信息中可以携带发射设备的工作频率的范围的信息,接收设备可以根据该发射设备的工作频率的范围与第一预设范围进行匹配,确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的信息。
在一种可能的实施方式中,若锁频能力信息还指示发射设备是否支持产生电流值在第二预设范围内的发射电流,则接收设备在确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内、且电流值在第二预设范围内的发射电流时,执行步骤404。
在一种可能的实施方式中,若接收设备确定发射设备支持频率在第一预设范围内的发射电流,而不支持电流值在第二预设范围内的发射电流,则接收设备可以生成第二提示信息,并输出该第二提示信息。例如,通过显示屏、指示灯等设备输出该第二提示信息。该第二提示信息用于提示发射设备不支持电流不在第二预设范围内的发射电流。然后接收用户的输入数据,根据输入数据确定是否执行步骤404。例如,当充电站与新能源汽车的频率匹配,而充电站不支持新能源汽车能够准确检测到频率的电流时,新能源汽车可以在显示屏上输出第二提示信息,由用户选择是否使用该充电站进行充电,并根据用户的选择确定是否执行步骤404。
404、接收设备向发送设备发送锁频请求。
其中,在接收设备根据第一回复信息确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流时,接收设备向发射设备发送锁频请求,该锁频请求用于请求发射设备产生发射电流。因此,接收设备可以仅在与发射设备的频率匹配时,才进行后续的频率调整等步骤,保障接收设备工作在与发射设备匹配的工作频率中。尤其是,当接收设备与发射设备来自 不同的厂家时,在调整频率之前,确认接收设备与发射设备的频率匹配,可以保障无线充电系统的稳定性,还可以及时使用户获知发射设备是否可以为接收设备充电,提高用户体验。
在一种可能的实施方式中,在步骤404之前,接收设备还将自身的整流器的输入端短路。避免因接收设备与发射设备的频率不一致而导致的震荡。具体地,本实施例中,接收设备的整流器包括一个或多个开关管,可以通过控制开关管的闭合,使整流器的输入端处于短路状态。例如,整流器的输入端连接接收模块的输出端,整流器包括了四个开关管,组成4个桥臂,闭合其中的两个开关,以使整流器的输入端短路。
需要说明的是,在步骤404之前,接收设备还可以导引对准、配对或偏移等检测,以使接收设备的接收模块与发射设备的发射模块可以成功耦合等,具体可以参阅与无线充电相关的规定,本申请对此并不作限定。例如,当用户驾驶电动汽车行驶至充电站,并通过前述的步骤401-403确定该充电站可以为电动汽车提供充电之后,用户将电动汽车驾驶靠近充电站,将电动汽车的接收模块与充电站的发射模块对准,使接收模块与发射模块耦合。并在确定接收模块与发射模块成功耦合之后,再执行步骤404。
405、发射设备产生发射电流。
其中,在发射设备接收到接收设备发送的锁频请求之后,发射设备根据该锁频请求产生发射电流,且该发射电流的频率在第一预设范围内。
在一种可能的实施方式中,在接收设备发送锁频请求的同时,或者在发射锁频请求之后,接收设备还向发射设备发送初始电流指示值。发射设备接收到该初始电流指示值之后,即可产生频率在第一范围内、且电流值为该初始电流指示值的发射电流。
在一种可能的实施方式中,在发射设备接收到锁频请求,并产生发射电流之后,发射设备还向接收设备发送锁频开始应答消息,该锁频开始应答消息中携带发射电流的电流值,以使接收设备根据该锁频开始应答消息获取到发射电流的电流值,后续可以根据该发射电流的电流值对发射电流进行进一步调整。
406、接收设备根据发射电流产生感应,得到输入电流。
其中,在发射设备产生发射电流之后,接收设备可以根据该发射电流产生感应,得到输入电流。
具体地,接收设备包括接收线圈,发射设备包括发射线圈。当发射线圈上存在发射电流时,接收设备的接收线圈可以产生感应得到输入电流,且输入电流的频率与发射电流的频率一致。
407、接收设备检测输入电流的频率,得到输入频率。
其中,接收设备可以通过接收线圈对发射线圈上的发射电流产生感应,得到输入电流。并且在感应到输入电流之后,检测输入电流的频率,得到输入频率。
具体地,输入电流为正弦波,可以检测该正弦波的同步信号,通过同步信号检测到输入电流的频率,得到输入频率。例如,在接收线圈在发射线圈产生的交变磁场中感应得到输入电流之后,该输入电流的波形为正弦波,可以通过过零检测电路检测该正弦波的过零点,从而得到正弦波的同步信号,并检测该同步信号的频率,得到输入电流对应的输入频 率。
在一种可能的实施方式中,为提高检测到的输入频率的准确性,在接收设备检测输入电流的频率之前,还检测输入电流的电流值。当输入电流的电流值在第三预设范围内时,接收设备才检测输入电流的频率。若输入电流的电流值不在第三预设范围内,则接收设备可以向发射设备发送至少一个指示信息,该至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流的发射值,以改变输入电流的电流值。具体地,调整发射电流的电流值的具体步骤可以参阅以下图5中的步骤504-507中的介绍,此处不再赘述。本实施例中,可以通过调整发射电流的电流值,来调整输入电流的电流值,使输入电流的电流值处于接收设备可以准确检测到频率的范围内,提高接收设备检测到输入频率的准确性。
408、接收设备将整流器的频率调整为输入频率。
在接收设备检测到输入电流对应的输入频率之后,将整流器的频率调整为输入频率。
具体地,接收设备的控制器可以生成调整信号,并传送至整流器。该调整信号的频率与输入频率相同,用于控制整流器的开关管的闭合与断开的频率,从而控制整流器的频率。例如,若发射设备产生的频率为85.6KHz,则接收设备可以生成调整信号,该调整信号的频率也为85.6KHz,用于控制整流器的开关管的闭合或者断开,从而将整流器的频率也调整为85.6KHz。
此外,当整流器处于短路状态时,在接收设备生成调整信号之后,传送至整流器之前,整流器的部分可控开关管处于闭合状态。此时可以保持部分开关管的闭合状态,即保持整流器的短路状态。在中止整流器的短路状态之后,即在使用发射设备进行充电之前,再将调整信号传送至整流器,以使整流器的频率与调整信号的频率保持一致。以实现在无线充电系统的频率稳定之前,避免对接收设备进行充电。
在一种可能的实施方式中,在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,还可以向发射设备发送锁频成功信息,该锁频成功信息用于通知发射设备:接收设备的工作频率已与发射设备的频率保持一致。以使发射设备获知接收设备的频率与发射设备保持一致,可以进行后续的相关操作。例如,为接收设备提供充电电能。
在一种可能的实施方式中,在将整流器的频率调整为输入频率时,除了将整流器的频率调制为输入频率之外,还调整整流器的相位。通常,为了使整流器的开关管实现软开关,整流器的输入电压和输入电流需要保持预设的相位,例如,可以通过调整整流器的开关管的导通和关断的时延,从而使整流器的输入电压的相位保持一定的滞后,使输入电压与输入电流之间产生相位差。
409、接收设备向发射设备发送锁频成功信息。
在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,接收设备向发射设备发送锁频成功信息,发射设备在接收到锁频成功消息之后,结束锁频流程,保持当前的发射电流的频率,或,频率与电流值。
410、发射设备保持发射电流。
在发射设备接收到接收设备发送的锁频成功信息之后,结束锁频流程,并根据该锁频成功信息保持当前的发射电流的频率,或,频率与电流值。
在一种可能的实施方式中,发射设备在接收到锁频成功信息之后,还针对该锁频成功信息回复锁频结束应答消息,该锁频结束应答消息中可以携带发射设备保持的发射电流的频率和电流值。接收设备可以根据该锁频结束应答消息,确定发射设备保持的发射电流的频率和电流值,从而进一步确定接收设备与发射设备的频率是否一致。
需要说明的是,本申请实施例中的步骤410为可选步骤。在一种情况中,发射设备在产生发射电流之后,若未接收到接收设备发送的信息,则可以持续保持发射电流,而接收设备无需发送锁频成功信息。
在一种可能的实施方式中的,在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,接收设备还可以向发射设备发送充电请求,该充电请求用于指示发射设备为接收设备提供充电的电能。
在一种可能的实施方式中,发射设备接收到充电请求之后,产生电流值为默认值的发射电流,从而为接收设备提供电能。
可选地,若接收设备在向发送设备发送锁频请求之前,将整流器短路,则在接收设备进行充电之前,终止整流器的短路,使接收设备可以正常充电。
411、接收设备执行其他步骤。
在接收设备确定发射设备不支持接收设备的工作频率之后,接收设备可以执行其他步骤,如提醒用户更换发射设备的、查找可用的发射设备等。
在一种可能的实施方式中,若发射设备不支持产生频率在第一预设范围内的发射电流,则接收设备可以生成第一提示信息。第一提示信息用于指示发射设备与接收设备的频率不匹配,从而提醒用户及时更换发射设备进行充电。因此,当发射设备的频率与接收设备的工作频率不匹配时,可以及时提醒用户更换可用的发射设备,避免因用户无法获知发射设备的频率而增加的导引对准、配对检测等流程,避免浪费用户的时间,提高用户体验。
例如,不同厂家生产的充电站的充电频率可能不相同,当用户驾驶新能源汽车至某一个充电站时,可以像该充电站发送锁频相关参数,询问充电站是否支持新能源汽车充电的频率。若充电站支持新能源汽车充电的频率,则用户可以驾驶新能源汽车驶入充电站,对齐发射模块与接收模块,并进行后的频率调整与充电。若充电站不支持新能源汽车充电的频率,则该充电站无法为用户驾驶的新能源汽车充电,用户可以重新选择充电站,无需在对齐发射模块与接收模块之后再确定无法进行充电。节省了用户的无意义操作的时长,使用户可以及时选择可用的充电站,提高用户体验。
因此,本申请实施方式中,在充电之前,接收设备与发射设备进行了交互,确定发射设备是否支持接收设备的工作频率。并在发射设备支持接收设备的工作频率时,才将接收设备的频率调整为与发射设备一致。可以避免接收设备与发送设备的工作频率之间存在频差,而导致的无线充电系统震荡,使接收设备可以稳定充电,提高无线充电系统的稳定性。而发射设备不支持接收设备的工作频率时,则无需进行后续的频率调整以及充电步骤,避免造成接收设备与发送设备的工作频率之间存在频差,而导致的无线充电系统震荡。且可以使用户及时更换发射设备,避免后续的无意义的操作流程,提高用户体验。
结合前述图1A-4,下面对本申请提供的锁频方法进行介绍。
请参阅图5,本申请提供的锁频方法的一种流程示意图,如下所述。
501、接收设备向发射设备发送锁频请求。
502、发射设备产生发射电流。
503、接收设备根据发射电流感应,得到输入电流。
其中,步骤501-503与前述步骤404-406类似,此处不再赘述。
此外,在步骤501之前,接收设备可以发射设备发送锁频相关参数,具体参见前述步骤401-403的相关描述,此处不再赘述。
还需要说明的是,接收设备也可以向持续感应发射电流得到输入电流,即在以下步骤504-511中,都可以持续感应发射电流得到输入电流,以下不再赘述。
504、接收设备判断输入电流的电流值是否在第三预设范围内,若否,则执行步骤505,若是,则执行步骤508。
其中,在接收设备检测到输入电流的电流值之后,判断该输入电流的电流值是否在第三预设范围内,若是,则执行步骤508,若否,则执行步骤505。
505、接收设备向发射设备发送至少一个指示信息。
其中,在接收设备确定输入电流的电流值不在第三预设范围内之后,可以像发射设备发送至少一个指示信息,通过该至少一个指示信息指示发射设备调整发射电流的电流值。
具体地,该至少一个指示信息中的任意一个指示信息可以包括:电流指示值或者调整值等。其中,当某一个指示信息中包括电流指示值时,该指示信息可以用于指示发射设备将发射电流的电流值调整为该电流指示值。当某一个指示信息中包括调整值时,该指示信息用于指示发射设备将发射设备的电流值增加或减少调整值;相应地,该指示信息中还可以包括增加指示或者减少指示,用于指示该调整值对应的操作是增加或者减少。
在一种可能的实施方式中,在接收设备检测到输入电流的电流值之后,可以通过预设公式计算接收设备与发送设备之间的耦合系数,从而根据该耦合系数计算当输入电流的电流值处于第三预设范围内时,发射电流的电流值。并确定电流指示值或者调整值,发送至发射设备。例如,该预设公式可以是:
其中,Irec为输入电流,Ip为发射电流,Lp为发射线圈的自感,Ls为接收线圈的自感。因此,在计算出k之后,将k以及第三预设范围中的值代入该预设公式,即可计算出发射电流的范围。
506、发射设备调整发射电流的电流值。
发射设备在接收到至少一个指示信息之后,根据该至少一个指示信息调整发射电流的电流值,以改变输入电流的电流值。
通常,可能因距离、偏移等原因,导致接收设备的输入电流的电流值与发射设备的发射电流的电流值不同,输入电流的电流值可能小于发射设备的电流值。而接收设备在输入电流的电流值不在第三预设范围内的情况下,检测到的输入电流的频率的准确性也越低。因此,需要调整发射电流的电流值,从而改变输入电流的电流值,使输入电流的电流值在第三预设范围内,从而提高接收设备检测到输入电流的频率的准确性。例如,若接收设备 检测到输入电流的电流值低于第三预设范围,则接收设备可以向发射设备发送至少一个指示信息,从而提高逐步提高发射电流的电流值,进而提高输入电流的电流值,使输入电流的电流值提高至第三预设范围内。
在一种可能的实施方式中,发射设备在接收到每个指示信息,并调整发射电流之后,可以针对接收到的指示信息回复响应消息,该响应消息中可以携带发射设备调整后的发射电流的电流值,以通知接收设备调整后的电流值。若调整后的发射电流所改变的输入电流的电流值仍然不在第三预设范围内,则接收设备可以根据响应消息中携带的发射电流的电流值,生成下一个指示信息,再次调整发射电流的电流值。
507、接收设备检测改变后的输入电流的电流值。
其中,在发射设备调整发射电流的电流值之后,接收设备检测改变后的输入电流的电流值。并且,在检测到改变后的输入电流之后,可以继续判断输入电流的电流值是否在第三预设范围内,即执行步骤504,直到输入电流的电流值在第三预设范围内,再执行步骤508。
其中,步骤507的具体实施方式可以参阅前述步骤403,此处不再赘述。
508、接收设备检测输入电流的频率,得到输入频率。
在接收设备确定输入电流或者改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内之后,接收设备检测输入电流的频率,得到输入频率。
509、接收设备将整流器的频率调整为输入频率。
在接收设备检测到输入电流的输入频率之后,将整流器的频率也调整为输入频率,以使接收设备的工作频率与发射设备的频率保持一致。
510、接收设备向发射设备发送锁频成功信息。
511、发射设备保持发射电流。
其中,步骤510-511可以参阅前述步骤409-410,此处不再赘述。
在本申请实施方式中,在接收设备调整整流器的频率之前,通过调整发射电流的电流值,改变了输入电流的电流值,使输入电流的电流值在第三预设范围内,即输入电流的电流值在接收设备可以准确检测到频率的第三预设范围内。使接收设备可以准确检测到输入电流的频率,从而更准确地调整接收设备自身的整流器的频率。可以避免接收设备与发送设备的工作频率之间存在频差,而导致的无线充电系统震荡,使接收设备可以稳定充电,提高无线充电系统的稳定性。
前述对本申请提供的无线充电系统中发射设备与接收设备执行的操作进行了说明,下面以一个更具体的场景对发射设备与接收设备执行的操作进行示例性说明。
请参阅图6,本申请实施例提供的无线充电系统中的锁频的具体流程,包括如下所述的步骤。需要说明的是,本实施例中的步骤601-611,可以参阅前述步骤404-410或者501-511,本实施例仅仅是以一个具体的场景对锁频的完整流程进行说明,对于重复内容,不再过多赘述。
601、接收设备进入锁频流程。
其中,步骤601为在前述的步骤203或306之后,接收设备进行导引对准检测、配对 检测、偏移检测、耦合系数检测等操作执行。
可以理解为,接收设备进入将工作频率调整为与发射设备一致的流程中。
602、接收设备向发射设备发送锁频请求以及初始电流指示值。
在接收设备进入锁频流程之后,接收设备向发射设备发送锁频请求以及初始电流指示值。该锁频请求用于请求发射设备产生发射电流,且该发射电流的电流值为该初始电流指示值。
当然,接收设备也可以不向发射设备发送初始电流指示值,发射设备根据锁频相关参数中携带的第二预设范围或者默认电流值产生发射电流。
603、发射设备进入锁频流程。
发射设备在接收到接收设备发送的锁频请求之后,即可进入锁频流程。产生频率在第一预设范围内的发射电流。且该发射电流的电流值可以为初始电流指示值。
604、发射设备向接收设备发送锁频开始应答消息。
发射设备针对锁频请求进行应答,向接收设备发送锁频开始应答消息。
该锁频开始应答消息可以用于通知接收设备:该发射设备已进入锁频流程。该锁频开始应答消息中还可以携带发射电流的电流值,以使接收设备根据该锁频开始应答消息获知发射电流的电流值,从而进行后续的调整。
605、接收设备向发射设备发送电流指示值。
其中,接收设备可以对发射设备产生的发射电流进行电磁感应,得到输入电流。当该输入电流的电流值不在第三预设范围内时,即输入电流的电流值不在接收设备可以准确检测到输入频率的范围内时,接收设备可以向发射设备发送电流指示值,调整发射电流的电流值,从而改变输入电流的电流值。
606、发射设备向接收设备发送发射电流的电流值。
发射设备接收到接收设备发送的电流指示值之后,将发射电流的电流值调整为该电流指示值,并向接收设备发送发射电流实际的电流值。以使接收设备根据该发射电流实际的电流值,确定输入电流的调整的幅度,从而对发射电流进行更准确的调整。
607、接收设备确定锁频成功。
其中,可以重复进行步骤605-606,通过调整发射电流的电流值,改变输入电流,直到输入电流的电流值处于第三预设范围内,接收设备即可确定锁频成功。
608、接收设备向发射设备发送锁频成功信息。
在接收设备确定锁频成功之后,接收设备向发射设备发送锁频成功信息,用于通知发射设备已锁频成功。
609、发射设备结束锁频流程,并保持发射电流。
发射设备在接收到接收设备发送的锁频成功信息之后,保持发射电流的电流值和频率。
610、发射设备向接收设备发送锁频结束应答消息。
在发射设备接收到锁频成功信息,并保持发射电流之后,向接收设备发送锁频结束应答消息。该锁频结束应答消息中可以包括发射设备保持的发射电流的电流值和频率。
611、接收设备结束锁频流程。
接收设备在接收到锁频结束应答消息之后,可以在一定时长内监测输入电流是否正常,如未出现输入电流的电流值变化过大或频率变化等情况,则接收设备结束锁频流程。
在接收设备结束锁频流程之后,接收设备即通过发射设备进行充电。
因此,本实施例中,可以通过调整发射电流的电流值,从而改变输入电流的电流值。从而将输入电流的电流值调整至接收设备可以准确检测到输入频率的范围,提高接收设备检测到的输入频率的准确性。
前述对本申请提供的一种锁频方法的流程进行了介绍,下面结合前述介绍的锁频方法,对本申请提供的另一种锁频方法的流程进行详细介绍。
参阅图7,本申请提供的另一种锁频方法的流程示意图。
S1、接收设备将整流器的输入端短路。
其中,接收设备可以包括整流器,该整流器用于把交流信号转换为负载需要的直流信号。在接收设备进行锁频之前,可以将整流器的输入端短路,即将整流器设置为短路状态,避免因发射设备与接收设备之间的频率不一致,导致的整流器的震荡。
可选地,该整流器可以是包括了可控开关的可控整流器,因此,需要通过调整整流器的可控开关,来调整整流器的频率,使整流器的频率与发射线圈的发射电流的频率保持一致。具体地,本实施例中,接收设备的整流器包括一个或多个开关管,可以通过控制开关管的闭合,使整流器的输入端处于短路状态。例如,整流器的输入端连接接收模块的输出端,整流器包括了四个开关管,组成2个桥臂,闭合其中的两个下管或者闭合其中的两个上管,以使整流器的输入端短路。通常,在整流器的输入端短路之后,整流器的输入电压为0,但仍然检测到整流器的输入电流的电流值。
需要说明的是,在步骤S1之前,接收设备还可以导引对准、配对或偏移等检测,以使接收设备的接收模块与发射设备的发射模块可以成功耦合等。例如,当用户驾驶电动汽车行驶至充电站,用户将电动汽车驾驶靠近充电站,将电动汽车的接收模块与充电站的发射模块对准,使接收模块与发射模块耦合。并在确定接收模块与发射模块成功耦合之后,再执行步骤S1。
S2、接收设备向发射设备发送锁频请求。
在接收设备将整流器的输入端短路之后,接收设备向发射设备发送锁频请求,请求发射设备进入锁频流程,并产生发射电流。
具体地,该锁频请求中可以携带第一预设范围的信息,该第一预设范围可以是接收设备进行充电时的工作频率的范围,从而使发射设备可以根据该第一预设范围确定发射电流的频率。例如,该第一预设范围可以是频率标称85.5KHZ,误差不超过正负50HZ。
在一种可能的实施方式中,锁频请求中还可以携带第二预设范围的信息,该第二预设范围用于发射设备确定发射电流的电流值。
S3、发射设备回复锁频请求响应。
发射设备接收到该锁频请求之后,可以针对该锁频请求向接收设备回复锁频请求响应消息,以通知接收设备该发射设备已接收到该锁频请求,以使接收设备获知发射设备已接收到锁频请求。
此外,在一种可能的场景中,若发射设备不支持第一预设范围内的频率时,可以通过该锁频请求响应消息通知接收设备该发射设备不支持该第一预设范围内的频率,从而无需进行后续的步骤,接收设备可以重新选择可用的发射设备。
在一种可能的实施方式中,在接收设备发送锁频请求的同时,或者在发射锁频请求之后,接收设备还向发射设备发送初始电流指示值。发射设备接收到该初始电流指示值之后,即可产生频率在第一范围内、且电流值为该初始电流指示值的发射电流。
S4、发射设备产生发射电流。
在发射设备接收到锁频请求之后,即可在发射线圈上产生发射电流,该发射电流也可以称为发射线圈电流。
该发射电流的频率可以是根据第一预设范围确定的。例如,若发射设备确定支持第一预设范围内的频率时,可以产生频率在第一预设范围内的发射电流。
S5、接收设备产生感应电流,并得到整流器的输入电流。
其中,在发射设备产生发射电流之后,接收设备可以根据该发射电流产生感应,得到感应电流,并根据感应电流得到整流器的输入电流。
具体地,接收设备包括接收线圈,发射设备包括发射线圈。当发射线圈上存在发射电流时,接收设备的接收线圈可以产生感应得到感应电流,该感应电流将传输至整流器中,得到整流器的输入电流,且输入电流的频率与发射电流的频率一致。例如,接收设备中还可以包括补偿电路,感应电流可以经补偿电路得到整流器的输入电流。
S6、接收设备向发射设备请求调整发射电流的电流值。
其中,接收设备可以向发射设备发送至少一个指示信息,该至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流的发射值,以改变输入电流的电流值。
可选地,该少一个指示信息可以是接收设备在确定输入电流的电流值不在第三预设范围内时发送的。即当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,接收设备可以请求发射设备调整发射电流的电流值,如增加或者减少发射电流的电流值等,以改变输入电流的电流值。
具体地,该至少一个指示信息中的任意一个指示信息可以包括:调整指示、电流指示值或者调整值等中的一项或者多项。其中,当某一个指示信息中包括电流指示值时,该指示信息可以用于指示发射设备将发射电流的电流值调整为该电流指示值。当某一个指示信息中包括调整值时,该指示信息用于指示发射设备将发射设备的电流值增加或减少调整值;相应地,该指示信息中还可以包括增加指示或者减少指示,用于指示该调整值对应的操作是增加或者减少。当某一个指示信息中包括调整指示时,该调整指示用于指示发射设备增加或者减少发射电流的电流值,具体增加或者减少的电流值量可以是在指示信息中携带,也可以是增加默认值等,可以根据实际应用场景确定增加或者减少的电流值量。
可以理解为,在接收设备的整流器短路之后,发射设备产生发射线圈电流,接收设备感应到电流,并请求发射设备逐渐增加发射线圈的发射电流,直到接收设备能够检测到整流器的输入电流的频率,保持发射线圈电流不变,接收设备的频率检测电路检测出整流器输入电流的频率,然后将整流器的控制频率调整为整流器输入电流的频率。
在一种可能的实施方式中,在接收设备检测到输入电流的电流值之后,可以通过预设公式计算接收设备与发送设备之间的耦合系数,从而根据该耦合系数计算当输入电流的电流值处于第三预设范围内时,发射电流的电流值。并确定电流指示值或者调整值,发送至发射设备。例如,该预设公式可以是:
其中,Irec为输入电流,Ip为发射电流,Lp为发射线圈的自感,Ls为接收线圈的自感。因此,在计算出k之后,将k以及第三预设范围中的值代入该预设公式,即可计算出发射电流的范围。
S7、发射设备调整发射电流的电流值。
发射设备在接收到至少一个指示信息中的每个指示信息之后,根据每个指示信息调整发射电流的电流值,以改变输入电流的电流值,直到输入电流的电流值在第三预设范围内。
该第三预设范围即接收设备可以准确检测到输入电流的频率的范围。例如,若输入电流的电流值低于该第三预设范围,则可能导致检测到的输入电流的频率不准确,而若输入电流的电流值高于该第三预设范围,则可能产生较大的功耗。因此,可以将输入电流的电流值控制在第三预设范围内,从而在能够准确检测到输入电流的频率的同时,还减少了功耗。
需要说明的是,步骤S6和S7为可选步骤,当步骤S5中确定的输入电流的电流值处于第三预设范围内时,则可以无需执行步骤S6和S7。
当然,接收设备也可以直接检测输入电流的频率,而无需请求发射设备调整发射电流,步骤S6和S7为可选步骤,具体可以根据实际应用场景进行调整。
可以理解为,当接收设备检测到输入电流的电流值较小,则可以请求发射设备调整发射电流的电流值,发射设备逐渐增加发射电流的电流值,直到接收设备可以检测到输入电流的频率。例如,发射设备可以首先在发射线圈产生较小电流Ip激励,Ip的频率f即为发射设备的工作频率,接收设备的接收线圈产生感应电流,并得到相应的整流器的输入电流,接收设备可以请求发射设备增加发射电流的电流值,以改变输入电流的电流值,直到接收设备可以检测到输入电流的频率。
S8、接收设备检测输入电流的频率。
其中,在得到输入电流之后,且输入电流的电流值在第三预设范围内,接收设备可以检测输入电流的频率,得到输入电流的频率,即前述的输入频率。
具体地,可以通过多种方式检测输入电流的频率,如可以通过过零检测、差分法等等,具体可以根据实际应用场景进行调整,本申请对此不做限定。为便于理解,示例性地,以其中一种检测方式为例进行示例性说明,输入电流为正弦波,可以检测该正弦波的同步信号,通过同步信号检测到输入电流的频率,得到输入频率。例如,在接收线圈在发射线圈产生的交变磁场中感应得到输入电流之后,该输入电流的波形为正弦波,可以通过过零检测电路检测该正弦波的过零点,从而得到正弦波的同步信号,并检测该同步信号的频率,得到输入电流对应的输入频率。
S9、接收设备将整理器的控制频率调整为输入电流的频率。
在接收设备检测到输入电流对应的输入频率,且该输入频率在锁频请求约定的频率范围内之后,将整流器的控制频率调整为输入频率。
具体地,接收设备的控制器可以生成调整信号,并传送至整流器。该调整信号的频率与输入频率相同,用于控制整流器的开关管的闭合与断开的频率,从而控制整流器的控制频率。例如,若发射设备产生的频率为85.52KHz,则接收设备可以生成调整信号,该调整信号的频率也为85.52KHz,用于控制整流器的开关管的闭合或者断开,从而将整流器的控制频率也调整为85.52KHz。
此外,当整流器处于短路状态时,在接收设备生成调整信号之后,传送至整流器之前,整流器的部分可控开关管处于闭合状态。此时可以保持部分开关管的闭合状态,即保持整流器的短路状态。在中止整流器的短路状态之后,即在使用发射设备进行充电之前,再将调整信号传送至整流器,以使整流器的控制频率与调整信号的频率保持一致。以实现在无线充电系统的频率稳定之前,避免对接收设备进行充电。
在一种可能的实施方式中,在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,还可以向发射设备发送锁频成功信息,该锁频成功信息用于通知发射设备:接收设备的工作频率已与发射设备的频率保持一致。以使发射设备获知接收设备的频率与发射设备保持一致,可以进行后续的相关操作。例如,为接收设备提供充电电能。
在一种可能的实施方式中,在将整流器的频率调整为输入频率时,除了将整流器的频率调制为输入频率之外,还调整整流器的相位。通常,为了使整流器的开关管实现软开关,整流器的输入电压和输入电流需要保持预设的相位,例如,可以通过调整整流器的开关管的导通和关断的时延,从而使整流器的输入电压的相位保持一定的滞后,使输入电压与输入电流之间产生相位差。
应理解,本申请实施方式中,整流器的控制频率,也可以称为整流器的频率,或者整流器的工作频率等。
S10、接收设备向发射设备发送锁频成功消息。
在接收设备将整流器的频率调整为输入频率之后,接收设备向发射设备发送锁频成功信息,发射设备在接收到锁频成功消息之后,结束锁频流程,保持当前的发射电流的频率,或,频率与电流值。
S11、发射设备保持发射电流。
在发射设备接收到接收设备发送的锁频成功信息之后,结束锁频流程,并根据该锁频成功信息保持当前的发射电流的频率,或,频率与电流值,直到进行其他充电流程或者接收到其他指示等。
在一种可能的实施方式中,发射设备在接收到锁频成功信息之后,还针对该锁频成功信息回复锁频结束应答消息,该锁频结束应答消息中可以携带发射设备保持的发射电流的频率和电流值。接收设备可以根据该锁频结束应答消息,确定发射设备保持的发射电流的频率和电流值,从而进一步确定接收设备与发射设备的频率是否一致。
需要说明的是,本申请实施例中的步骤S10为可选步骤。在一种情况中,发射设备在产生发射电流之后,若未接收到接收设备发送的信息,则可以持续保持发射电流,而接收 设备无需发送锁频成功信息。
因此,当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,接收设备将不能检测到输入电流的频率,或者输入电流的频率误差较大,需要将输入电流的频率调整到合适的范围内,因此,可以通过向发射设备发送指示信息来调整输入电流的电流值,从而使检测到的输入电流的频率更准确。
在一种可能的实施方式中,在接收设备向发射设备发送锁频成功消息之后,接收设备还可以终止对整流器输入端的短路,向发射设备发送充电请求,请求发射设备为接收设备提供充电的电能。发射设备接收到充电请求之后,即可通过发射线圈为接收设备提供充电的电能,从而使接收设备可以通过发射设备进行充电。
应理解,在一些不同的实施场景中,发射设备和接收设备可以是不同的设备。例如,在一些无线充电场景中,发射设备可以包括发射端或者地面设备等,接收设备可以包括接收端或者车载设备等,地面设备可以为车载设备提供充电的电能。下面以发射设备为地面设备,接收设备为车载设备为例对本申请提供的锁频方法的流程进行示例性说明。车载设备的整流器设置为短路状态;整流器处于短路状态后,发送锁频请求给地面设备,地面设备响应锁频请求;锁频请求包含锁频请求包含发射电流的频率(频率标称85.5KHZ,误差不超过正负50HZ);地面设备对发射线圈进行较小电流Ip激励,Ip的频率f即为地面设备的工作频率;接收线圈产生感应电流,相应的产生一定的整流器输入电流,并进行整流器输入电流的频率检测;若整流器输入电流幅值小,无法正确检测过频率,车载设备请求增加发射线圈电流;地面设备逐渐增加发射线圈电流,直到能检测到整流器输入电流的频率,并保持发射线圈电流不变;车载设备检测到整流器输入电流的频率在锁频请求约定的频率范围内,将整流器开关管的控制频率调整为检测到的频率;车载设备发送锁频成功信息;在开始其他充电流程前,地面设备保持发射线圈电流不变,以保证车载设备始终保持锁频状态。
需要说明的是,前述图2-7中各个图中所示的锁频方法的步骤,可以通过不同的组合方式结合组成不同的实施例,也可以是各个图对应的方法流程作为独立的实施例,具体可以根据实际应用场景进行调整,本申请仅仅对提供的一些锁频方法的流程进行示例性说明,并不作为限定。
前述对本申请提供的无线充电系统中由发射设备和接收设备执行的步骤进行了详细说明。下面结合前述图2-7的方法,对本申请提供的接收设备与发射设备进行详细说明。以下提及的接收设备用于执行前述图2-6中由接收设备执行的步骤,以下提及的发射设备用于执行前述图2-7中由发射设备执行的步骤。
首先,请参阅图8A,本申请提供的一种接收设备的结构示意图。
该接收设备可以包括收发器705和控制器703;
该收发器705和控制器703通过线路互联。
该收发器705,可以用于执行前述步骤201-202、301-305、602、604-606、608或609,该控制器703,可以用于执行前述步骤203或306。
下面对控制器703和收发器705的具体步骤进行详细介绍。
收发器705,用于向发射设备发送锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围和第二预设范围的信息,第一预设范围为接收设备的工作频率的范围,第二预设范围为接收设备进行锁频过程中发射电流的电流值范围;
收发器705,还用于接收发射设备发送的锁频能力信息;
控制器703,用于根据锁频能力信息确定发射设备是否具有锁频功能,以及发射设备是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器705,还用于接收发射设备发送的第一询问消息;
控制器703,还用于根据第一询问消息判断是否需要锁频,并根据判断结果生成第一应答消息,锁频为接收设备将工作频率调整为与发射设备的频率相同;
收发器705,还用于向发射设备发送第一应答消息,并接收发射设备发送的第二询问消息,第二询问消息用于请求锁频相关参数。
在一种可能的实施方式中,接收设备还可以包括:接收模块701和检测器704;
收发器705,还用于在控制器703确定发射设备具有锁频功能,且发射设备支持第一预设范围的频率和第三预设范围的电流值之后,向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于请求发射设备开始锁频流程;
接收模块701,用于根据发射电流感应得到输入电流,发射电流为发射设备基于锁频请求产生,且发射电流的频率为在第一预设范围内;
检测器704,用于检测输入电流得到输入频率;
控制器703,还用于生成调整信号,调整信号用于将整流器702的频率调整为输入频率。
在一种可能的实施方式中,
控制器703,还用判断输入电流的电流值是否在第三预设范围内;
收发器705,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,向发射设备发送至少一个指示信息,至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流的电流值以改变输入电流;
检测器704,用于检测改变后的输入电流,并在改变后的输入电流的电流值在第三预设范围内时,检测改变后的输入电流得到输入频率。
在一种可能的实施方式中,
收发器705,还用于在控制器703生成调整信号之后,向发射设备发送锁频成功信息,锁频成功信息用于指示发射设备结束锁频流程,并保持发射电流。
本实施例中,当接收设备完成锁频之后,向发射设备发送锁频成功信息,从而结束发射设备的锁频流程,使发射设备保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,
收发器705,还用于接收发射设备针对锁频成功信息发送的锁频结束应答消息;
控制器703,还用于根据锁频结束应答消息确定发射设备已结束锁频流程,并获取发射设备保持的发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器705,具体用于在控制器703生成调整信号之后,向发射设备发送锁频请求;
收发器705,还用于向发射设备发送锁频成功信息之后,向发射设备发送充电请求,并终止对整流器702的输入端的短路,充电请求用于指示发射设备为接收设备提供充电的电能。
在一种可能的实施方式中,
控制器703,还用于生成第一控制信号,第一控制信号用于调整整流器702的输入电压的相位,以使整流器702的输入电压的相位与输入电流的相位差调整为预设值,预设值为整流器702的开关工作在软开关状态的相位差。
本实施例中,将整流器702的输入电压的相位调整为与输入电流的相位差调整为预设值,使整流器702的开关工作在软开关状态,从而降低整流器702的开关的损耗。
本申请还提供另一种接收设备,下面结合图8B,对本申请提供的另一种接收设备进行说明。
该接收设备可以包括:接收模块801、整流器802、检测器804、收发器805和控制器803;
其中,接收模块801的输入端与发射设备的发射模块耦合,接收模块801的输出端连接整流器的输入端,接收模块的输出端还连接检测器的输入端,检测器的输出端连接控制器,整流器的输出端连接负载或过滤器等,该整流器还与控制器连接;控制器还与收发器连接;
该收发器805用于执行前述图4中的步骤401-402、404或409等步骤。
控制器803,用于执行前述图4中的步骤403、408或411等步骤。
接收模块801,用于执行前述图4中的步骤406。
检测器804,用于执行前述图4中的步骤407。
下面对各个模块执行的具体步骤进行详细介绍。
收发器805,用于向发射设备发送锁频相关参数,并接收发射设备发送的锁频能力信息,锁频相关参数包括第一预设范围的信息;
控制器803,用于根据锁频能力信息确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
收发器805,还用于在控制器803确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流时,向发射设备发送锁频请求,以使发射设备根据锁频请求产生发射电流;
接收模块801,用于根据发射电流感应得到输入电流;
检测器804,用于检测输入电流的频率,得到输入频率;
控制器803,还用于将接收设备的整流器802的频率调整为输入频率。
在一种可能的实施方式中,
收发器805,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内时,向发射设备发送至少一个指示信息,至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流的电流值以改变输入电流;
检测器804,具体用于检测改变后的输入电流的电流值,在改变后的输入电流的电流值 在第三预设范围内时,检测改变后的输入电流的频率,得到输入频率。
本申请还提供另一种接收设备,该接收设备的结构与图8B类似,下面基于前述图8B,对本申请提供的另一种接收设备进行介绍。
该收发器805用于执行前述图4中的步骤501、505或510等步骤。
控制器803,用于执行前述图4中的步骤504或509等步骤。
接收模块801,用于执行前述图4中的步骤503。
检测器804,用于执行前述图4中的步骤507或508。
收发器805,用于向发射设备发送锁频相关参数,并接收发射设备发送的锁频能力信息,锁频相关参数包括第一预设范围的信息;
控制器803,用于根据锁频能力信息确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
收发器805,还用于在控制器803确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流时,向发射设备发送锁频请求,以使发射设备根据锁频请求产生发射电流;
接收模块801,用于接收发射模块基于发射电流产生的电磁能量,并输出输入电流;
804检测器,用于检测输入电流的频率,得到输入频率;
控制器803,还用于生成调整信号,调整信号用于将频率检测器802的频率调整为输入频率。
下面对一些可能的实施方式进行介绍。
在一种可能的实施方式中,
至少一个指示信息中的任意一个指示信息包括:第二电流指示值或调整值,第二电流指示值用于指示发射设备将发射电流调整为第二电流指示值,调整值用于指示发射设备将发射电流增加或减少调整值。
在一种可能的实施方式中,
收发器805,还用于在向所述发射设备发送锁频请求之前,向初始电流指示值,以使所述发射设备发送锁频相关参数,锁频相关参数包括接收设备的工作频率的第一预设范围的信息;
收发器805,还用于接收发射设备发送的锁频能力信息;
控制器803,还用于根据锁频能力信息确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
收发器805,具体用于在确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内的所述发射电流的情况下,向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于指示发射设备产生频率在第一预设范围内的发射电流。
在一种可能的实施方式中,至少一个指示信息中的任意一个指示信息:包括电流值指示值或者调整值。该电流指示值用于指示发射设备将发射电流的为该电流指示值。该调整值用于指示将发射电流的电流值增加或减少该调整值。
在一种可能的实施方式中,收发器805,还用于接收发射设备发送的询问消息;
该收发器805,具体用于针对该询问消息回复锁频相关参数;
或者,
收发器805,用于主动向发射设备发送锁频相关参数,例如,可以通过用户的操作向发射设备发送锁频相关参数,也可以是检测到预设范围内存在发射设备之后,向发射设备发送锁频相关参数等。
在一种可能的实施方式中,
控制器803,还用于在收发器805向发射设备发送锁频请求之前,产生短路信号,并将该短路信号发送至整流器802,将整流器802短路,避免在完成频率调整之前,整流器802的频率与发射设备的频率出现频差,避免无线充电系统的震荡。
在一种可能的实施方式中,
控制器803,在通过调整信号将整流器802的频率调整为输入频率之后,接收设备还解除所述整流器802的短路,使接收设备可以通过整流器802将交变的输入电流转换为直流电。
在一种可能的实施方式中,锁频相关参数还包括第二预设范围的信息;
控制器803,还用于根据锁频能力信息确定发射设备是否支持产生电流值在第二预设范围内的发射电流;
收发器805,具体用于在控制器803确定发射设备支持产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流时,向发射设备发送锁频请求,锁频请求用于指示发射设备产生频率在第一预设范围内,且电流值在第二预设范围内的发射电流。
在一种可能的实施方式中,
收发器805,还用于接收发射设备发送的询问消息,询问消息用于请求锁频相关参数;
收发器805,具体用于针对询问消息向发射设备回复锁频相关参数。
在一种可能的实施方式中,
收发器805,还用于在整流器802的频率调整为输入频率之后,向发射设备发送锁频成功信息,锁频成功信息用于指示发射设备保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,
收发器805,还用于在整流器802的频率调整为输入频率之后,向发射设备发送充电请求,充电请求用于指示发射设备为接收设备提供用于充电的电能。
在一种可能的实施方式中,
收发器805,还用于向发射设备发送充电充电电流指示值,该充电指示值用于指示发射设备产生电流值为该充电指示值的以使发射电流。通常,该充电调整的电流值调整为充电电流指示值,充电电流指示值不小于接收设备进行充电的额定电流值,也不大于接收设备的最大电流值,使接收设备可以基于该发射电流成功进行充电。
本申请还提供另一种接收设备,该接收设备的结构与图8B类似,下面基于前述图8B,对本申请提供的另一种接收设备进行介绍。
该接收设备可以包括:收发器805、控制器803、接收模块801、检测器804和整流器802;
控制器803,用于控制整流器802的输入端短路;
收发器805,用于发射设备发送锁频请求,锁频请求中携带第一预设范围的信息,锁频请求用于请求发射设备产生频率在第一预设范围内的发射电流;
接收模块801,用于根据发射电流得到整流器802的输入电流;
检测器804,用于检测输入电流的频率;
收发器805,还用于在检测器804检测到输入电流的频率在第一预设范围内,向发射设备发送锁频成功信息,锁频成功信息用于指示发射设备保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,检测器804,具体用于当所述输入电流的电流值在第三预设范围内,检测所述输入电流的频率。
在一种可能的实施方式中,收发器805,还用于当输入电流的电流值不在第三预设范围内,向发射设备发送至少一个指示信息,至少一个指示信息用于指示发射设备调整发射电流的电流值,以改变输入电流。
在一种可能的实施方式中,控制器803,还用于将整流器802的控制频率调整为与输入电流的频率一致。
在一种可能的实施方式中,收发器805,还用于接收发射设备针对锁频请求回复的锁频请求响应消息。
在一种可能的实施方式中,锁频请求中还携带第二预设范围的信息,第二预设范围用于发射设备确定发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,收发器805,还用于在向发射设备发送锁频成功消息之后,向所述发射设备发送充电请求,所述充电请求用于指示所述发射设备为所述接收设备提供用于充电的电能。
请参阅图9A,本申请提供的一种发射设备的结构示意图。
该发射设备包括:发射模块901、收发器903和控制器902;
其中,发射模块901与控制器902连接,收发器903也与控制器902连接。
收发器903,用于接收接收设备发送的锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围和第二预设范围的信息,第一预设范围为接收设备的工作频率的范围,第二预设范围为接收设备进行锁频时发射电流的电流值范围;
控制器902,用于获取是否具有锁频功能,并在具有锁频功能时,判断是否支持第一预设范围内的频率和第二预设范围内的电流值,并生成锁频能力信息;
收发器903,还用于向接收设备发送锁频能力信息,以使接收设备根据锁频能力信息确定发射设备是否具有锁频功能,以及发射设备是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值,并在确定发射设备具有锁频功能后,在通过发射设备进行充电之前,将整流器的频率调整为与发射设备的频率相同。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于向接收设备发送第一询问消息,第一询问消息用于询问接收设备是否需要锁频;
收发器903,还用于针对第一询问消息回复的第一应答消息;
控制器902,还用于根据第一应答消息确定接收设备是否需要锁频;
收发器903,还用于接收设备需要锁频时,向接收设备发送第二询问消息,第二询问消息用于向接收设备请求锁频相关参数。
在一种可能的实施方式中,发射设备还包括:发射模块901;
收发器903,还用于接收接收设备发送的锁频请求,锁频请求用于请求开始锁频流程;
控制器902,用于基于锁频请求生成第二控制信号,第二控制信号用于控制发射模块901产生发射电流,且发射电流的频率为在第一预设范围内,以使接收设备根据发射电流感应得到输入电流,以及检测输入电流得到输入频率,并将整流器的频率调整为输入频率。
在一种可能的实施方式中,在收发器903接收到接收设备发送的锁频请求,并产生发射电流之后,还向接收设备发送锁频开始应答消息,该锁频开始应答消息用于通知接收设备:发射设备已开始锁频流程。该锁频开始应答消息中还可以携带发射电流的频率和电流值,以使接收设备根据锁频开始应答消息获知到该发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于接收接收设备发送的至少一个指示信息,至少一个指示信息为接收设备在输入电流的电流值不在第三预设范围内时发送的;
控制器902,还用于根据至少一个指示信息生成一一对应的至少一个第二控制信息,至少一个第二控制信息用于调整发射模块901产生的发射电流的电流值,以改变输入电流。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于接收接收设备发送的锁频成功信息,锁频成功信息为接收设备在在将整流器的频率调整为输入频率之后发送;
控制器902,还用于根据锁频成功信息结束锁频流程,并保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于针对锁频成功信息向接收设备发送锁频结束应答消息,以使接收设备根据锁频结束应答消息确定发射设备已结束锁频流程,并获取发射设备保持的发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于接收接收设备发送的充电请求;
控制器902,用于根据充电请求生成第二控制信号;
发射模块901,用于根据第二控制信号为接收设备提供充电的电能。
本申请还提供另一种发射设备,与前述图9A的发射设备类似,下面结合前述图9A,对本申请提供的另一种发射设备进行介绍。
收发器903,用于接收接收设备发送的锁频相关参数,锁频相关参数包括第一预设范围的信息;
控制器902,用于生成锁频能力信息,锁频能力信息用于指示是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流;
收发器903,还用于向接收设备发送锁频能力信息;
收发器903,还用于接收接收设备发送的锁频请求,锁频请求为接收设备在确定发射支持产生频率在第一预设范围内的发射电流时发送;
发射模块901,用于根据锁频请求产生发射电流,以使所述接收根据所述发射电流得到输入电流,并根据所述输入电流的输入频率调整接收设备的整流器的频率。
在一种可能的实施方式中,在收发器903接收到接收设备发送的锁频请求,并产生发射电流之后,还向接收设备发送锁频开始应答消息,以使接收设备根据该锁频开始应答消息获知发射设备已开始锁频流程以及该发射电流的频率和电流值。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于接收至少一个指示信息,至少一个指示信息为接收设备在输入电流的电流值不在第三预设范围内时发送;
控制器902,用于生成第二控制信号,通过控制信号调整发射模块901产生的发射电流,以改变后输入电流,且输入电流的电流值在第三预设范围内。
在一种可能的实施方式中,至少一个指示信息中的任意一个指示信息:包括电流值指示值或者调整值。该电流指示值用于指示发射设备将发射电流的电流值调整为该电流指示值。该调整值用于指示将发射电流的电流值增加或减少该调整值。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于向接收设备发送询问消息,该询问消息用于请求接收设备的锁频相关参数,以使接收设备在接收到询问消息之后,针对该询问消息回复锁频相关参数。本实施例提供了一种获取锁频相关参数的方式。
在一种可能的实施方式中,锁频相关参数还包括第二预设范围的信息;
锁频能力信息还用于指示是否支持产生电流值在第二预设范围内的发射电流,以使接收设备根据该锁频能力信息确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内,电流值在第二预设范围内的发射电流。使接收设备基于该锁频能力信息,确定是否可以使用该发射设备对接收设备进行充电,提高无线充电系统的稳定性,提高用户体验。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于接收锁频成功信息,锁频成功信息为接收设备在将接收设备的整流器的频率调整为输入频率之后发送;
控制器902,还用于根据锁频成功信息生成第三控制信号,通过第三控制信号控制发射模块901保持发射电流。
在一种可能的实施方式中,
收发器903,还用于在将接收设备的整流器的频率调整为输入频率之后,接收该接收设备发送的充电请求;
控制器902,还用于根据充电请求,为接收设备提供用于充电的电能。
本申请还提供另一种发射设备,该发射设备的结构如图9B所示,该发射设备可以包括:收发器92和发射模块91;
收发器92,用于接收接收设备发送的锁频请求,锁频请求中携带第一预设范围的信息;
发射模块91,用于根据锁频请求产生发射电流,发射电流的频率为根据第一预设范围确定,发射电流用于使接收设备得到整流器的输入电流;
收发器92,还用于接收接收设备发送的至少一个指示信息;
发射模块91,还用于在收发器接收到至少一个指示信息中的每个指示信息之后,调整发射电流的电流值,以改变输入电流。
在一种可能的实施方式中,至少一个指示信息为接收设备确定输入电流的电流值不在第三预设范围内之后发送的。
在一种可能的实施方式中,收发器92,还用于针对锁频请求,向接收设备发送锁频请求响应消息。
在一种可能的实施方式中,锁频请求中还携带第二预设范围的信息;
发射模块91,具体用于根据第二预设范围确定发射电流的电流值。
在一种可能的实施方式中,收发器92,还用于接收所述接收设备发送的充电请求;
发射模块91,还用于根据所述充电请求为所述接收设备提供用于充电的电能。
更具体地,基于前述图8A-9B提供的接收设备或者发射设备,本申请提供的无线充电系统的结构可以如图10所示。
其中,该无线充电系统包括:发射设备以及接收设备。
接收设备包括接收模块1001、接收变换模块1002、控制器1003、收发器1004、储能管理模块1005、储能模块1006和驱动模块1007等。其中,储能管理模块1005、储能模块1006和驱动模块1007为可选模块。
发射设备包括发射模块1011、发射变换模块1012、控制器1013、收发器1014、认证管理模块1015和存储模块1016等。
其中,接收模块1001、控制器100和收发器1004可以参数前述图8A或图8B中的接收模块、控制器和收发器的相关介绍,此处不再赘述。发射模块、控制器、收发器可以参阅前述图9A中的相关介绍,此处不再赘述。
其中,接收变换模块1002,用于把接收模块所接收的高频谐振电流和电压变换成为储能模块充电所需要的直流电压和直流电流。接收变换模块通常由整流器(图10中未示出)和直流变换单元(图10中未示出)组成;整流器将功率接收线圈所接收的高频谐振电流和电压转换成直流电压和直流电流,直流变换单元为后级充电电路提供直流电压,实现恒定模式充电。
接收变换模块1002可以与储能管理模块1005和储能模块1006连接,将其所接收到的能量用于对储能模块充电。
储能模块1006用于存储电能。
储能管理模块1005,用于对接收变换模块转换得到直流电进行管理,确定是否可以用于传输至储能模块。例如,当储能模块存储的电能超过预设值之后,即可中断对储能模块的输入。
驱动模块1007,用于通过储能模块存储的电能,驱动接收设备进行其他操作。例如,当接收设备为电动汽车时,可以通过驱动模块1007,完成对电动取车的驱动。
发射变换模块,可以与电源连接,用于从电源获取能量,并将电源的交流或直流供电转换为高频交流电。电源为交流电输入时,发射变换模块由功率因数校正单元和逆变器组成;电源为直流电输入时,发射变换模块由逆变器和电压变换单元组成。功率因数校正单 元可保证无线充电系统的输入电流相位与电网电压相位一致,减小系统谐波含量,提高功率因数值,以减少无线充电系统对电网的污染,提高可靠性。功率因数校正单元还可根据后级需求,升高或者降低功率因数校正单元的输出电压。逆变器可以将功率因数校正单元输出的电压转换成高频交流电压,并作用在发射模块上,高频交流电压可极大地提高发射效率及传输距离。需要说明的是,电源可以是处于发射设备内部的电源,也可以是发射设备外接的外部电源,本申请对此不作具体限制。
认证管理模块,用于无线充电系统中无线充电发射装置与电动汽车的交互认证和权限管理。
存储模块,用于存储发射设备的充电过程数据、交互认证数据(例如交互认证信息)和权限管理数据(例如权限管理信息),其中,交互认证数据和权限管理数据可为出厂设置也可为用户自行设置的,本申请实施例对此不作具体限制。
发射模块和接收模块可选择性的任意组合,常见组合形式有S-S型、P-P型、S-P型、P-S型、LCL-LCL型、LCL-P型,本申请实施例对此不作具体限制。另外,为了实现无线充电系统的双向充电功能,该无线充电系统中的发送设备和接收设备还可同时包含接收模块和发射模块,具体可为独立式,也可为集成式。
进一步地,本申请提供的无线充电系统的结构还可以如图11所示,其中,
发射设备包括发射变换电路1012、发射模块1011、控制器1013和收发器1014可以参阅前述图10中的描述,此处不再赘述。
接收设备的接收模块1001、接收变换模块1002、控制器1003和收发器1004可以参阅前述图10中的描述,此处不再赘述。
不同的是,该接收设备还包括锁频硬件电路1108,该锁频硬件电路1108包括前述的检测器705或检测器804。该锁频硬件电路可以用于实现锁频所需要的采样、滤波、过零检测、锁相环等电路,具体还产生与输入电流同步的过零信号,用于检测输入电流的频率。
发射模块可以包括发射线圈,接收模块可以包括接收线圈,k为发射线圈与接收线圈之间的耦合系数。该耦合系数
其中,Irec为输入电流,Ip为发射电流,Lp为发射线圈的自感,Ls为接收线圈的自感。
耦合系数与发射线圈与接收线圈的距离、对准程度等相关。例如,以电动汽车作为负载设备为例,不同车型的车,底盘离地间隙不同,再加上功率接收线圈安装的位置可能是在车的前端、中部或者后端,导致发射线圈和接收线圈间的距离不同,线圈间的耦合系数相应也会变化,相同的发射和接收线圈,线圈间距离近耦合系数大,反之,距离远耦合系数小。如国标《电动汽车无线充电系统第3部分:特殊要求》对离地间隙进行了定义,见表1,离地间隙分Z1、Z2、Z3、Z4等多种。
类型 |
离地间隙(mm) |
Z1 |
100~150 |
Z2 |
140~210 |
Z3 |
170~250 |
Z4 |
≥250 |
表1
无线充电的发射线圈和接收线圈对准的难度较大,因此,在水平方向上可以有一定的偏移范围,在标准中定义了允许的偏移范围,见表2。MF-WPT1、MF-WPT2和MF-WPT3为常用的无线充电系统。
|
MF-WPT1 |
MF-WPT2 |
MF-WPT3 |
X方向等级(mm) |
±75 |
±75 |
±75 |
Y方向(mm) |
±100 |
±100 |
±100 |
表2
另外,功率发射装置和功率接收装置的功率等级有多种,如相关标准中定义的3.7kW,7.7kW,11.1kW,22kW等,见表3。如功率发射装置能提供10kW的功率,而车上的功率接收装置最大能接收的功率是6.6kW,则需要功率发射装置根据功率接收装置的需求进行充电控制。MF-WPT4、MF-WPT5、MF-WPT6和MF-WPT7为常用的无线充电系统。
表3
下面对本申请提供的接收设备与发射设备进行更详细的介绍。
首先请参与图12,由接收设备以及发射设备组成的无线充电系统的一种结构示意图。
其中,发射设备具体可以包括逆变器和发射模块等,其中,发射模块包括发射线圈和补偿电路,接收设备具体可以包括接收模块和整流器等,其中,接收模块包括接收线圈和补偿电路。
发射设备的逆变器用于将直流电转换为交变电,发射设备的补偿电路用于与发射线圈组成谐振电路,以使发射线圈发射电磁能量。
接收设备的接收模块用于接收发射模块发射的电磁能量并输出交流电。接收设备的补偿电路用于与接收线圈组成谐振电路,输出的交流电。整流器用于将补偿电路输出的交流电整流为直流电。
当整流器包括一个或多个可控开关管时,整流器的开关管需要控制器进行驱动,从而使整流器的频率与发射端的频率保持一致。
本申请提供的接收设备的整流器存在多种结构,示例性地,对一些整流器的结构进行介绍。首先,如图13A所示,整流器可以包括四个开关管(S1、S2、S3和S4),通过控制四个开关管,从而控制整流器的桥臂的频率。例如,如图13B所示,整流器中仅包括两个开关(S2和S4),或者,如图13C所示,整流器中仅包括两个开关(S1和S2),通过控制两个开关的闭合或断开,来控制整流器的桥臂的频率。又例如,如图13D所示,整流器中仅包括一个开关管(S2),则可以直接通过该一个开关管,控制整流器的频率。
基于前述的接收设备的结构可知,接收设备中的整流器中包括可控开关管,需要通过控制开关管的开关来控制整流器的频率,整流器无法根据输入电流自适应调整频率。
更具体地,本申请提供的无线充电系统的结构可以参阅图14,该无线充电系统包括发射设备与接收设备。下面结合图14对本申请的锁频方法中发送设备与接收设备各个模块执行的步骤进行更具体地说明。
其中,整流器的结构以前述图13A所示的结构为例进行示例性说明,该整流器也可以替换为其他结构的整流器,如图13B、图13C或13D等所示的整流器。
需要说明的是,收发器705、控制器703和检测器704也可以替换为收发器805、控制器803和检测器804。
示例性地,下面结合对前述图2-6对应的实施例,分别以不同的场景进行示例性介绍。
场景一
其中,接收设备主动通过收发器705向发射设备的收发器903的发送锁频相关参数。
发射设备的控制器703判断是否发射设备是否具有锁频功能,并通过收发器903向收发器705发送锁频能力信息,并经由收发器705传输至控制器703。
控制器703根据锁频能力信息判断发射设备是否具有锁频功能以及是否支持第一预设范围的频率和第二预设范围的电流值。
因此,本实施例中,控制器703通过锁频能力信息,确定发射设备是否可以为接收设备提供充电的电能,或者,确定在进行充电之前,是否需要进行锁频。使接收设备可以在充电之前,将整流器的频率调整为与发射设备的工作频率保持一致,避免系统震荡。
场景二
控制器902通过收发器903向收发器705发送第一询问消息,询问接收设备是否需要锁频。
当控制器703确定接收设备需要锁频时,通过收发器705向收发器903发送第一应答消息。
控制器902通过第一应答消息确定接收设备需要锁频时,可以向收发器705发送第二询问消息,用于请求接收设备的锁频相关参数,后续的流程可以参阅前述场景一。
因此,本实施例中,可以由发射设备发起询问,提供了一种接收设备与发射设备交互的具体方式。
场景三
首先,控制器703获取锁频相关参数,然后传送至收发器705,通过收发器705将该锁频相关参数发送至接收设备的收发器903。收发器903接收到该锁频相关参数之后,将该锁频相关参数传送至控制器902。该锁频相关参数携带接收设备的第一预设范围的信息。
控制器902获取到锁频相关参数之后,判断是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流,然后根据判断结果生成锁频能力信息,并通过收发器903发送至收发器705,由收发器705将该锁频能力信息传送至控制器703。
控制器703获取到锁频能力信息之后,解析该锁频能力信息,根据该锁频能力信息确定发射设备是否支持产生频率在第一预设范围内的发射电流。
若发射设备不支持产生频率在第一预设范围内的发射电流,则表示发射设备无法为接收设备充电。可选地,控制器可以生成第一提示信息。若接收设备还设置或连接有输出设备(例如显示器、指示灯灯设备),则可以通过输出设备输出该第一提示信息,以提醒用户该发射设备无法为接收设备充电,及时更换可用的发射设备。
若发射设备支持产生频率在第一预设范围内的发射电流,则表示发射设备支持为接收设备充电。然后,控制器703生成驱动信号,控制整流器402短路。具体地,可以控制S1和S3关闭,或者,控制S2和S4关闭。随后,控制器703生成锁频请求,并通过收发器705将该锁频请求发送至收发器903,由收发器903将该锁频请求传送至控制器902。
控制器902接收到锁频请求之后,生成驱动信号,并向逆变器发送驱动信号,该驱动信号可以驱动逆变器的开关管,从而驱动逆变器将直流电转换为交变电,并经补偿网络传输至发射线圈。可选地,控制器902还生成锁频开始应答消息,该锁频开始应答消息中包括发射电流Ip的电流值,以使接收设备获知发射设备的发射电流的电流值。
在发射线圈上存在发射电流之后,接收线圈感应发射线圈产生的交变磁场,从而产生输入电流,且可以通过补偿电路对该输入电流进行补偿,得到补偿后的输入电流Irec。
检测器704检测输入电流Irec的频率,并将检测到的输入频率传送至控制器703。
其中,检测器704可以包括过零检测电路以及电流检测器。过零检测电路用于检测输入电流的频率,电流检测器用于检测输入电流的电流值。
控制器703根据该输入频率生成调整信号,该调整信号的频率为输入频率,并传送至整流器中。因此,整流器中传输有频率为输入频率的调整信号,从而可以改变整流器的开关管的导通与关断,且开关管的导通与关断直接决定整流器的工作频率,使整流器的频率也为输入频率。
可选地,在控制器703根据调整信号调整了整流器的频率之后,即可生成锁频成功信息。并通过收发器705将该锁频成功信息发送至收发器903,由收发器903将该锁频成功信息传送至控制器902。
控制器902在获取到锁频成功信息之后,可以生成第三控制信号,通过该第三控制信号控制逆变器,使逆变器保持当前的频率以及电流值,以使发射模块保持该发射电流。
因此,本申请实施方式中,接收设备通过与接收设备的交互,确定发射设备是否支持接收设备的工作频率。仅当发射设备支持接收设备的工作频率时,才向发射设备发送锁频请求,从而根据发射设备的发射电流产生的交变磁场得到输入电流。因此,可以避免因接 收设备与发射设备的频率不匹配导致的接收设备与发射设备的频差,提高无线充电系统的稳定性。
此外,除了调整整流器的频率,还调整整流器的输入电压Urec和输入电流Irec之间的相位差,输入电压Urec与整流器的桥臂电压相同,从而实现整流器的开关管的软开关。例如,可以通过开关管S1、S2、S3和S4的导通和开关的时机,从而使整流器的输入电压Urec与输入电流Irec之间产生相位差α,如图15所示,整流器的输入电流Irec为交流电,具有与之对应的同步方波信号,可以通过延迟切换开关管S1、S2、S3和S4的导通和开关,使整流器输入电压Urec的相位滞后于输入电流Irec的相位,产生相位差α,实现开关管的软开关。
场景四
其中,发射设备与接收设备的执行步骤类似,不同的是,控制器703也可以无需通过收发器705向发射设备发送锁频参数,以及,在控制器703根据该输入频率生成调整信号,调整整流器的频率之前,控制器703还通过电流检测器确定输入电流Irec的电流值。若Irec的值不在[Irec_min,Irec_max]范围内,则控制器生成一个或多个指示信息。并通过收发器705传输至收发器903,由收发器903传输至控制器902,以使控制器902生成调整发射电流Ip的一个或多个驱动信号(即第二控制信号),以改变输入电流Irec的电流值。直到输入电流Irec的电流值在[Irec_min,Irec_max]范围内。例如,通过驱动信号控制逆变器的开关管的导通或关断,使逆变器的两个桥臂产生相位差,如Q1、Q2组成桥臂1,Q3、Q4组成桥臂2,通过控制开关Q1、Q3、Q2、Q4的关断与闭合,从而调整桥臂1与桥臂2的相位差。如增加桥臂1与桥臂2的相位差,从而增加发射电流的电流值,或减小桥臂1与桥臂2的相位差,从而降低发射电流的电流值。直到输入电流Irec的电流值在[Irec_min,Irec_max]范围内。
通常,在输入电流Irec的电流值低于Irec_min时,检测器通过过零检测电路检测输入电路的频率,过零检测电路检测的准确率较低。而输入电流Irec的电流值高于Irec_max时,需要的发射模块的发射电流大,消耗的能量过大。因此,为了提高频率检测的准确性,降低消耗的能量,通过调整发射电流的电流值,改变输入电流的电流值。使输入电流的电流值在第三预设范围内,在能够准确检测到输入电流的频率的同时,降低能耗。
本申请实施例还提供一种数字处理芯片。该数字处理芯片中集成了用于实现上述控制器703,控制器803,或者控制器902的功能的电路和一个或者多个接口。当该数字处理芯片中集成了存储器时,该数字处理芯片可以完成前述实施例中的任一个或多个实施例的方法步骤。当该数字处理芯片中未集成存储器时,可以通过接口与外置的存储器连接。该数字处理芯片根据外置的存储器中存储的程序代码来实现上述实施例中发送设备或接收设备执行的动作。
本申请提供了一种芯片系统,该芯片系统包括处理器,用于支持接收设备或发射设备实现上述方法中所涉及的控制器的功能,例如处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。在一种可能的设计中,所述芯片系统还包括存储器,所述存储器,用于保存必要的程序指令和数据。该芯片系统,可以由芯片构成,也可以包括芯片和其他分立器件。
在另一种可能的设计中,当该芯片系统为用户设备或接入网等内的芯片时,芯片包括:处理单元和通信单元,所述处理单元例如可以是处理器,所述通信单元例如可以是输入/输出接口、管脚或电路等。该处理单元可执行存储单元存储的计算机执行指令,以使该接收设备或发射设备等内的芯片执行上述图2-6中任一项实施例中接收设备或发射设备执行的步骤。可选地,所述存储单元为所述芯片内的存储单元,如寄存器、缓存等,所述存储单元还可以是所述接收设备或发射设备等内的位于所述芯片外部的存储单元,如只读存储器(read-only memory,ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,随机存取存储器(random access memory,RAM)等。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被计算机执行时实现上述任一方法实施例中与接收设备或发射设备的控制器执行的方法流程。对应的,该计算机可以为上述接收设备或发射设备。
应理解,本申请以上实施例中的提及的控制器或处理器,可以是中央处理单元(central processing unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable 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、分立硬件组件等中的一种或多种的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
还应理解,本申请中以上实施例中的接收设备、发射设备或芯片系统等中的处理器或控制器的数量可以是一个,也可以是多个,可以根据实际应用场景调整,此处仅仅是示例性说明,并不作限定。本申请实施例中的存储器的数量可以是一个,也可以是多个,可以根据实际应用场景调整,此处仅仅是示例性说明,并不作限定。
还应理解,本申请实施例中以上实施例中的接收设备或发射设备等中提及的存储器或可读存储介质等,可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory,ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM,DR RAM)。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分由发射设备、发射设备的控制器、接收设备或接收设备的控制器步骤可以通过硬件或程序来指令相关的硬件完成。程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,随机接入存储器等。具体地,例如:上述处理单元或处理器可以是中央处理器,通用处理器、 数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述的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申请的范围。
当使用软件实现时,上述实施例描述的方法步骤可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质等。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本申请实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,在本申请的描述中,除非另有说明,“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系,例如,A/B可以表示A或B;本申请中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。
取决于语境,如在此所使用的词语“如果”或“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。