[發明專利]一種供電距離可智能調節的無線供電系統及方法

在審

• 申請號: 201610726789.8
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107786006A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 肖帥;徐寶華;焦來磊;何智
• 申請（專利權）人: 中惠創智無線供電技術有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙)37225
• 代理人: 張輝

技術領域

本發明屬于無線供電技術領域，尤其涉及一種供電距離可智能調節的無線供電系統及方法。

背景技術

現在的無線供電技術，大部分都是基于點對點的無線供電系統。比如手機充電器，電動車無線充電樁等，這些用電設備在進行無線供電時，發射端和接收端之間的距離特別的近，基本都在200mm以內。而對于遠距離供電，目前均已解決距離問題，無線供電可以達到1米的空間范圍，這樣就能給多部產品進行供電提供了可能性。但是在多個用電設備同時處于一個發射端的范圍內進行無線充電時，多個用電設備的接收端與一個發射端之間的距離是不確定的。

當多個接收端放在發射端的供電范圍之內時，發射端會自動檢測到接收端，兩者通信之后，進行計算，然后調整發射頻率及功率，達到效率最大化。無線供電的發射端發射頻率與發射端和接收端之間的距離是有關系的，即在同樣的功率下，高頻率比低頻率的無線輸電距離更遠。比如現在有2部手機，第一部手機距離發射線圈200mm的距離，第二部手機距離同一個發射線圈有500mm的距離，那么如果想使第二部手機獲得與第一部手機同樣多的電量，就需要發射端提高頻率才可以達到。這時第一部手機可能會收到更多的電量，但是其自身所帶負載的原因，實際上第一部手機的電量是不會增加的。如何調整發射端，既滿足收發之間效率的最大化，又能兼顧所有的接收端都能得到較高的電能，是目前需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供的一種供電距離可智能調節的無線供電系統及方法，能夠在多個接收端位于同一發射端的供電范圍內，實現每個接收端與發射端之間的通信，達到自動調節供電頻率，實現長距離高效率輸電的系統。

為解決上述技術問題，本發明提供一種供電距離可智能調節的無線供電系統，其特殊之處在于：包括發射端，位于同一發射端供電范圍內的多個接收端，所述發射端內的第一控制IC分別與供電單元、第一通信單元、電容切換及發射單元相連，每個接收端的第二控制IC分別與第二通信單元、電容切換及接收單元相連，在第二控制IC與電容切換及接收單元之間連接有整流濾波單元，在第二控制IC和整流濾波單元之間連接有電流電壓檢測單元，第一通信單元與第二通信單元之間通過無線通信方式連接。

進一步地，第一控制IC內還設置有為第一控制IC提供電能的電源、對發射端進行整體控制的第一單片機，第一單片機與第一通信單元采用串口通信；每個第二控制IC內設置有對發射端進行整體控制的第二單片機，第二單片機與第二通信單元采用串口通信。

進一步地，電容切換及發射單元采用第一ULN2003芯片，第一ULN2003芯片每個脈沖信號輸入端分別被第一單片機的I/O控制，與每個脈沖信號輸入端對應的脈沖信號輸出端均連接有電容，所有的電容均與第一ULN2003芯片內的第一LC振蕩電路相連，第一LC振蕩電路還連接有MOS管，第一單片機的IN0與MOS管相連。

進一步地，電容切換及接收單元采用第二ULN2003芯片，第二ULN2003芯片每個脈沖信號輸入端分別被第二單片機的I/O控制，與每個脈沖信號輸入端對應的脈沖信號輸出端均連接有電容，所有的電容均與第二ULN2003芯片內的第二LC振蕩電路相連，第一LC振蕩電路與第二LC振蕩電路之間通過電磁波進行通信。

進一步地，發射端還設置有與第一控制IC相連的發射端顯示單元，接收端還設置有與第二控制IC相連的接收端顯示單元，與整流濾波單元相連的用電負載。

本發明還提供一種供電距離可智能調節的無線供電方法，其特殊之處在于：發射端通過基本頻率和工作頻率之間的切換來改變發射端的供電頻率，完成發射端與不同接收端之間的無線供電過程：

步驟1、在基本頻率下，發射端內的LC諧振頻率與發射端的供電頻率保持一致，均為基本頻率，發射端內的第一LC振蕩電路偵測進入發射端供電范圍內，與發射端內LC諧振頻率一致的接收端，當尋找到與發射端的LC諧振頻率一致的接收端時，執行步驟2；

步驟2、發射端通過第一通信單元與當前被偵測到的接收端內第二通信單元進行無線通信，建立發射端和接收端之間的連接，接收端根據基本頻率得出接收端此時的電壓電流值，并將該電壓電流值反饋給發射端；

步驟3、發射端根據步驟2中的電壓電流值，得出接收端需要的工作頻率，將該工作頻率發送給接收端同時調整發射端的供電頻率以及發射端的LC諧振頻率均與工作頻率一致，而接收端內的LC諧振頻率也調整至工作頻率，實現發射端與當前接收端之間的無線供電。