[發明專利]一種非接觸電能傳輸裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201610599803.2
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN107658999A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 馮維一;余峰
• 申請（專利權）人: 寧波微鵝電子科技有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線技術領域，更具體地說，涉及一種非接觸電能傳輸裝置及其控制方法。

背景技術

磁共振式無線電能傳輸系統包括電能發射端和電能接收端，如圖1所示，電能發射端包括DC-AC逆變器、原邊諧振電容Cs、原邊發射線圈Ls和MCU控制器1；電能接收端包括整流電路、副邊諧振電容Cd、副邊接收線圈Ld和MCU控制器2，MCU控制器1和MCU控制器2通過通信協議例如藍牙協議建立通訊連接。電能發射端將輸入端的電能轉化為空間磁場以傳輸給電能接收端。

但是，在電能發射端的周圍不一定存在接收裝置，例如，在充電過程中，接收裝置被突然移走，這時，MCU控制器1需要控制電能發射端進入休眠狀態，這樣可以減少損耗，提高待機效率；而另一方面接收裝置可能被忽然放入電能發射端的充電區域，這時電能發射端需要立刻激活，進入能量傳輸狀態，以給接收裝置的負載例如電子設備供電。

當電能接收端放置于電能發射端的有效充電區域內時，電能發射端通過檢測電能發射線圈的阻抗變化或者電能發射端的輸入功率的增加來識別電能接收端。電能發射端識別對應的電能接收端后，MCU控制器1和MCU控制器2通過藍牙通訊協議建立連接，MCU控制器1命令MCU控制器2使能輸出輸出電壓Vout和輸出電流Iout，給電子設備供電。同時在供電過程中，MCU控制器2實時地通過BLE藍牙通訊反饋電壓、電流、功率等信息給MCU控制器1，從而進入正常工作狀態中。

但是，當電能接收端在有效充電區域內但耦合比較差的位置時，發射線圈阻抗的變化或者輸入功率的變化不明顯，這個變化量可能不足以識別到電能接收端；或者電能接收端是智能穿戴設備(如智能手表手環等)時，由于其電能接收線圈很小，引起的輸入功率變化也是很小的，也有可能不被電能發射端識別。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了非接觸電能傳輸裝置及其控制方法，當接收裝置放入電能發射端的空間磁場中，則連接阻抗電路以增加發射線圈阻抗的變化，從而使得電能發射端能夠識別電能接收端的接入，系統能夠進入正常工作狀態。

依據本發明的一種非接觸電能傳輸裝置，包括電能發射端和電能接收端，所述電能發射端接收輸入電能以轉化為空間磁場供所述電能接收端使用；

所述電能接收端耦合所述空間磁場，經整流和電壓轉換后輸出電壓供給負載；

其中，所述電能接收端包括阻抗電路，當所述電能接收端放置于所述電能發射端的空間磁場中時，則將所述阻抗電路連接到電能接收端中。

進一步地，當所述電能發射端識別到所述電能接收端后，所述非接觸電能傳輸裝置進入正常工作狀態，將所述阻抗電路從所述電能接收端中斷開。

進一步地，所述電能接收端包括電能接收線圈、整流電路和直流-直流電壓轉換器，

所述整流電路和所述直流-直流電壓轉換器依次連接在所述電能接收線圈之后；

所述阻抗電路連接在所述直流-直流電壓轉換器之后，

或者是所述阻抗電路連接在所述整流電路之后所述直流-直流電壓轉換器之前，

并且，所述阻抗電路與所述整流電路或所述直流-直流電壓轉換器并聯。

進一步地，所述阻抗電路包括串聯的第一電阻和第一開關；

進一步地，所述電能接收端包括控制器，

所述控制器檢測所述整流電路輸出端的電壓，當檢測到所述輸出端的電壓大于閾值電壓時，則所述控制器控制所述阻抗電路連接到所述電能接收端中。

優選地，當所述阻抗電路連接在所述直流-直流電壓轉換器之后時，

所述電能接收端包括還包括第二開關，所述第二開關連接在所述直流-直流電壓轉換器和負載之間。

依據本發明的一種非接觸電能傳輸裝置的控制方法，所述控制方法包括以下步驟：

檢測所述非接觸電能傳輸裝置中電能接收端中整流電路輸出端電壓，當所述輸出端電壓大于閾值電壓時，則所述電能接收端的控制器開始工作；

所述電能接收端的控制器控制阻抗電路連接到所述電能接收端中；

所述電能發射端識別電能接收端后，所述非接觸電能傳輸裝置進入正常工作狀態；

所述電能接收端的控制器控制所述阻抗電路從所述電能接收端斷開。

進一步地，所述電能接收端包括電能接收線圈、整流電路和直流-直流電壓轉換器，

所述整流電路和所述直流-直流電壓轉換器依次連接在所述電能接收線圈之后；

所述阻抗電路連接在所述直流-直流電壓轉換器之后，