[發明專利]一種無線充電發射器、接收器、充電裝置及無線充電方法

有效

• 申請號: 201410392064.0
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN104158269A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 藍力;黃波;孫文德;聶世剛;譚永祥
• 申請（專利權）人: 長城信息產業股份有限公司;長沙湘計海盾科技有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J17/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

1.一種無線充電發射器，其特征在于，包括第一微控制器、驅動電路、諧振發射電路、PPM解碼電路和電源電路；第一微控制器、驅動電路和諧振發射電路依次連接；諧振發射電路通過PPM解碼電路與第一微控制器的信號反饋端連接，所述第一微控制器和驅動電路均與電源電路連接；

所述驅動電路包括全橋驅動芯片UBA2032T及全橋電路；

所述諧振發射電路包括原邊線圈與第一諧振電容(1)；

所述PPM解碼電路包括依次連接的緩沖電路、信號放大電路、二階帶通濾波電路和滯回比較電路；

所述電源電路包括AC-DC變換電路和DC-DC供電電路，AC-DC變換電路的輸出端與DC-DC供電電路的輸入端連接，所述AC-DC變換電路輸出電壓為全橋電路的上橋臂供電，所述DC-DC供電電路為第一微控制器供電。

所述諧振發射電路還與第一微控制器直接相連。

2.根據權利要求1所述的無線充電發射器，其特征在于，所述AC-DC變換電路直接由市電供電。

3.一種無線充電接收器，其特征在于，包括諧振接收電路、全橋整流電路、DC-DC轉換電路、電流傳感器、鋰電池、模擬采樣電路、第二微控制器和PPM發射電路；諧振接收電路、全橋整流電路、DC-DC轉換電路、電流傳感器和鋰電池依次連接，模擬采樣電路輸入端與DC-DC轉換電路輸出端連接，模擬采樣電路輸出端和電流傳感器輸出端均與第二微控制器連接，第二微控制器和PPM發射電路連接，PPM發射電路輸出端與諧振接收電路連接；

所述諧振接收電路，包括次邊線圈和第二諧振電容(2)；

所述全橋整流電路和第二微控制器之間還連接有開關穩壓芯片NCP699。

4.根據權利要求3所述的無線充電接收器，其特征在于，所述PPM發射電路包括高速光耦和開關MOS管，用于對第二微控制器輸出的序列脈沖進行功率放大。

5.一種無線充電裝置，其特征在于，包括權利要求1—2中任一項所述的無線充電發射器和權利要求3—4中任一項所述的無線充電接收器，所述原邊線圈與次邊線圈以上下平行對齊方式放置，原邊線圈與次邊線圈同時為通信線圈。

6.根據權利要求5所述的無線充電裝置，其特征在于，所述第一微控制器和第二微控制器均為C8051F330單片機。

7.一種無線充電方法，其特征在于，采用權利要求8所述的無線充電裝置，包括以下步驟：

步驟一：無線充電發射器上電，并發送電磁信號；若沒有收到反饋信號，進入待機狀態；

步驟二：無線充電接收器收到電磁信號后，向無線充電發射器發送反饋信號；

步驟三：第一微控制器對接收到的信號進行識別，如果是無線充電發射器發送的反饋信號，則開始向無線充電接收器傳輸電量；

步驟四：第二微控制器通過模擬采樣電路采集DC-DC轉換電路的輸出電壓，通過電流傳感器采樣輸出電流；

若發生過壓或者過流，第二微控制器向開關穩壓芯片NCP699發出關斷信號，停止發送反饋信號，電量傳輸中斷；

否則，第二微控制器對采樣到的輸出電壓和輸出電流信號進行PPM編碼，產生反饋信號經PPM發射電路和次邊線圈發送到無線充電發射器；原邊線圈接收反饋信號，經PPM解碼電路解碼發送到第一微控制器；第一微控制器讀取反饋信號并進行判斷，當充電功率低于預設充電功率時，增大PWM輸出脈沖頻率；當充電功率高于預設充電功率時，減小PWM輸出脈沖頻率；

所述無線充電發射器上電時，設定PWM輸出脈沖頻率低于諧振頻率。

8.根據權利要求7所述的無線充電方法，其特征在于，所述步驟三還包括：

第一微控制器對原邊線圈上輸出的交流電壓峰值進行采樣，與振幅電壓典型值和諧振峰值電壓比較：

(1)若采樣的峰值電壓在諧振峰值電壓±5％內，說明發射底座上有金屬異物，第一微控制器關斷PWM脈沖信號，進而停止充電；

(2)如果采樣的峰值電壓低于振幅電壓典型值，第一微控制器按照設定的控制法則增大中心工作頻率；如果采樣的峰值電壓高于振幅電壓典型值，第一微控制器按照設定的控制法則減小中心工作頻率；

所述振幅電壓典型值是指在設定的PWM輸出脈沖頻率下，原邊線圈上輸出的交流電壓峰值理論值；所述諧振峰值電壓是指在設定PWM輸出脈沖頻率等于諧振頻率時，原邊線圈上輸出的交流電壓諧振峰值理論值。

9.根據權利要求7所述的無線充電方法，其特征在于，所述無線充電發射器上電時，設定PWM輸出脈沖頻率為120kHZ，諧振頻率為150kHZ，PWM輸出脈沖頻率在90kHZ-150kHZ范圍內調整。