[發明專利]具備功率控制裝置的無線充電系統及功率控制方法

在審

• 申請號: 201711130051.6
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107801237A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 楊沛鋒;潘杰;王偉
• 申請（專利權）人: 北京聯盛德微電子有限責任公司
• 主分類號: H04W52/24
• 分類號: H04W52/24;H04W52/36;H04B5/00
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司11335
• 代理人: 夏靜潔

技術領域

本發明涉及無線充電技術領域，尤其涉及一種具備功率控制裝置的無線充電系統和一種無線充電系統的功率控制方法。

背景技術

目前，常規有線充電系統是通過電源線、接口等將電能傳輸到用手機等用電端，該方法存在導線的束縛，暴露的接口存在進水、短路等隱患。無線充電系統包括發射端及接收端，能量通過電場、磁場等從發射端傳輸到接收端，擺脫了導線的束縛，避免了因接口的存在而導致的安全隱患。無線充電過程中，能量無線傳輸主要通過三類方式進行：(1)電磁感應；(2)磁共振；(3)微波。

現有技術中，發射端發送的能量功率大小是根據接收端通過通信系統發送給發射端的“功率誤差”信號來進行反饋控制的，功率誤差值是由接收端期望的功率值減去當前收到的功率值產生的，舉例來說，接收端期望的功率值為15瓦，當前收到的功率值為10瓦，則功率誤差值為15瓦-10瓦＝+5瓦，并將該值編碼后，經通信系統發送給發射端。發射端接收到該信息后，經特定算法，如PID算法，計算出增加該發射能量所需調整的逆變器控制量的調整量的大小，再根據該調整量的大小產生相應逆變器控制信號，完成本輪功率調整過程。而隨著接收功率的提高及工作時間的增長，接收端溫度通常會上升，且溫度上升的大小隨功率的提高而增大。接收端芯片或系統通常包含溫度監控及高溫保護裝置，現有的方法是當接收端溫度升高到超過最高限制溫度后，接收端通過通信系統向發射端發送“停止能量傳輸”信號，發射端接收到該信號后停止能量傳輸，等待一定時間，待溫度降低后再次開始能量傳輸過程。在此過程中，接收端功率誤差控制信號的產生僅由期望功率值與當前接收功率值的差值產生，沒有考慮溫度因素，導致經常因溫度超限而中斷充電過程，充電時間變長，影響了用戶體驗，降低了產品競爭力。

發明內容

針對上述問題中存在的不足之處，本發明提供了一種具備功率控制裝置的無線充電系統和功率控制方法，通過將接收端功率誤差控制信號的產生由接收端溫度及溫度上限值、期望功率值與當前接收功率值共同計算產生，從而能夠根據溫度、溫度上限值動態調整接收功率，而溫度的上升與接收功率的大小直接相關，進而能在溫度不超限的前提下以盡可能大的穩定的功率進行能量傳輸，消除充電過程斷斷續續的現象，縮短了總充電時間，改善了用戶體驗，提高了產品競爭力。

為實現上述目的，本發明提供了一種具備功率控制裝置的無線充電系統，包括：發射端和接收端；所述發射端包括發射端功率控制模塊、逆變模塊、發射端耦合系統和發射端通信模塊，所述發射端功率控制模塊與所述逆變模塊相連接，所述逆變模塊與所述發射端耦合系統相連接，所述發射端耦合系統與所述發射端通信模塊相連接，所述發射端通信模塊與所述發射端功率控制模塊相連接；所述發射端通信模塊用于通過所述發射端耦合系統接收所述接收端耦合系統發送來的功率誤差控制信號，所述發射端功率控制模塊用于根據所述功率誤差控制信號計算需要調整的逆變模塊控制量，根據所述逆變模塊控制量編碼并向所述逆變模塊發送逆變模塊控制信號；所述逆變模塊根據所述逆變模塊控制信號調整所述發射端耦合系統發射的功率；所述接收端包括接收端耦合系統、芯片溫度檢測模塊、功率檢測模塊、模數轉換器、接收端功率控制模塊和接收端通信模塊，所述接收端耦合系統與所述發射端耦合系統通過磁場耦合，所述接收端耦合系統與所述芯片溫度檢測模塊相連接，所述芯片溫度檢測模塊與所述模數轉換器相連接，所述模數轉換器與所述接收端功率控制模塊相連接，所述功率檢測模塊分別與所述接收端耦合系統和所述接收端功率控制模塊相連，所述接收端功率控制模塊與所述接收端通信模塊相連接，所述接收端通信模塊與所述接收端耦合系統相連接；所述接收端耦合系統與所述發射端耦合系統通過磁場耦合傳遞能量和信號，所述芯片溫度檢測模塊用于檢測芯片的溫度，所述模數轉換器用于將檢測到的溫度值信號由模擬信號轉換為數字信號，所述功率檢測模塊用于檢測所述接收端耦合系統的接收功率值，所述接收端功率控制模塊用于根據所述溫度值信號、預設的芯片溫度上限值和所述接收功率值計算最佳功率值，根據所述最佳功率值、所述接收功率值和預設的目標最大功率值計算功率誤差值，將所述功率誤差值編碼為功率誤差控制信號并發送到所述接收端通信模塊，所述接收端通信模塊將所述功率誤差控制信號通過所述接收端耦合系統發送到所述發射端耦合系統。

在上述技術方案中，優選地，所述芯片溫度檢測模塊包括芯片內溫度檢測子模塊和/或芯片外溫度檢測子模塊。