[發明專利]一種一對多無線充電系統及其功率控制方法

在審

• 申請號: 201711266381.8
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107979190A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 吳楚彬
• 申請（專利權）人: 無錫市瀚為科技有限公司
• 主分類號: H02J50/40
• 分類號: H02J50/40;H02J50/12
• 代理公司: 無錫松禾知識產權代理事務所(普通合伙)32316
• 代理人: 朱亮淞

技術領域

本發明涉及無線充電領域，特別是涉及一種一對多無線充電系統及其功率控制方法。

背景技術

在無線充電系統中，系統功率控制的目的是實現接收端能夠接收到設定目標功率的一種方法。例如符合Qi標準的無線充電系統，使用的是動態功率調整(PID)算法，通過接收端與發送端之間的通訊，告訴發送端當前是需要增加功率還是減少功率，然后發送端通過調整振蕩頻率實現功率的增加或減小。這種通過通訊方式實現的功率控制，雖然達到的控制精度比較高，但是需要接收端和發送端分別有通訊調制電路和解調解碼電路，還需要在發送算增加PID算法，這種方式所需的電路較多，系統也較復雜，并且只能實現一對一的通訊，即一個發送端只能給一個接收端充電，不能實現一對多的充電。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種電路結構簡單、實現方式容易、不需要發送端與接收端的通訊的一對多無線充電系統及其功率控制方法。

技術方案：為實現上述目的，本發明的一對多無線充電系統，包括發送端以及接收端，所述發送端可同時對多個接收端進行電力輸送；所述發送端包括依次連接的單片機、逆變電路與發送端線圈，還包括可檢測所述發送端線圈的振蕩幅度的振蕩幅度檢測電路，所述振蕩幅度檢測電路連接所述單片機；所述接收端包括依次連接的接收端線圈、整流電路、輸出及控制電路以及負載。

進一步地，所述發送端線圈整體為內疏外密的渦狀結構。

進一步地，所述發送端線圈的每一圈線圈為四角均帶有倒角的四方形。

進一步地，所述發送端還包括發送端保護電路，所述接收端還包括接收端保護電路。

基于上述一對多無線充電系統的功率控制方法，所述單片機發送PWM波至所述逆變電路，逆變電路使發送端線圈的振蕩幅度穩定在設定的值或設定的范圍內；單片機通過所述發送端的振蕩幅度檢測電路檢測當前發送端線圈的振蕩幅度，并對檢測數據的大小進行判斷，據此調節其輸出的PWM波的頻率，使得發送端線圈的振蕩幅度穩定在設定的值或設定的范圍。

進一步地，若所述單片機判斷當前發送端線圈的振蕩幅度偏大，則調節PWM波的振蕩頻率，使其往偏離諧振點的方向調節，從而減小發送端線圈的振蕩幅度；若單片機判斷當前發送端線圈的振蕩幅度偏小，則調節PWM波的振蕩頻率，使其往靠近諧振點的方向調節，從而增大發送端線圈的振蕩幅度。

有益效果：本發明的一對多無線充電系統的電路結構簡單，可產生較為均勻的磁場，使其可容納多個接收端同時充電，其功率控制方法是通過固定發送端的電壓振幅，達到接收端接收到固定的功率的目的，并且這種控制方法適用于一對一或一對多的無線充電系統。

附圖說明

附圖1為一對多無線充電系統的組成圖；

附圖2為發送端線圈的結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如附圖1所示的一對多無線充電系統，包括發送端1以及接收端2，所述發送端1可同時對多個接收端2進行電力輸送；所述發送端1包括依次連接的單片機11、逆變電路12與發送端線圈13，還包括發送端保護電路15以及可檢測所述發送端線圈13的振蕩幅度的振蕩幅度檢測電路14，所述振蕩幅度檢測電路14連接所述單片機11；所述接收端2包括依次連接的接收端線圈21、整流電路22、輸出及控制電路23以及負載24，還包括接收端保護電路25。

由于此系統適用于一對多進行無線充電的情況，并且發送端1與接收端2之間沒有通訊，所以要得到比較好的功率控制效果，對發送端線圈13的設計要求也相對較高，一個好的設計方法就是把發送端線圈13發出的磁場強度做到比較均勻。如圖2所設計的發送端線圈結構，所述發送端線圈13整體為內疏外密的渦狀結構，經過試驗在線圈覆蓋的大部分范圍內，磁場分布是很均勻的；接收端線圈的尺寸相對發送端線圈的尺寸要小很多，所以接收線圈在發送線圈上的放置位置很自由，可以放置在發送線圈上的任意位置。為了提高多個接收端2在發送端1上排列的規整性，所述發送端線圈13的每一圈線圈為四角均帶有倒角的四方形。

基于上述一對多無線充電系統的功率控制方法，所述單片機11發送PWM波至所述逆變電路12，逆變電路12使發送端線圈13的振蕩幅度穩定在設定的值或設定的范圍內；單片機11通過所述發送端1的振蕩幅度檢測電路14檢測當前發送端線圈13的振蕩幅度，并對檢測數據的大小進行判斷，據此調節其輸出的PWM波的頻率，使得發送端線圈13的振蕩幅度穩定在設定的值或設定的范圍。