[發(fā)明專利]一種可以控制充電功率的無線充電裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811203368.2
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN111064236A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯睿;李東;曲延濱;陳雅麗;宋蕙慧
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種可以控制充電功率的無線充電裝置，包括無線電力發(fā)射器、諧振器一、諧振器二、控制器、電壓控制振蕩器、可控電源、柵極驅(qū)動器、放大器、傳感器和阻抗匹配部分。本發(fā)明在頻率跟蹤期間，能夠預(yù)先檢測輸出功率，并與功率極限進行比較，據(jù)此來調(diào)節(jié)諧振頻率，防止功率超限；替代了基于PLL的頻率跟蹤方法，控制上更加簡單，硬件成本也大大降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線充電領(lǐng)域，特別是一種無線充電裝置，和針對所述裝置的控制充電功率的方法。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，手機、平板電腦等移動終端的電子產(chǎn)品已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一部分，無線充電方式的便捷性和安全性，使它越來越受到人們的關(guān)注和認可。但由于傳統(tǒng)的無線充電裝置僅測量參考頻率下的功率，當(dāng)出現(xiàn)超過功率極限的功率時，傳統(tǒng)裝置不能進行調(diào)節(jié)。通過在充電時控制充電功率是解決該問題的重要途徑。

《一種無線充電裝置》（申請?zhí)朇N107707040A）公開的是一種無線充電裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無線充電裝置的發(fā)射電路會不斷發(fā)射能量，空載情況下會造成電量的浪費的問題，但當(dāng)出現(xiàn)超過功率極限的功率時，不能進行調(diào)節(jié)。《諧振頻率跟蹤電路》（申請?zhí)朇N103414463A）公開的是一種電路結(jié)構(gòu)，解決了負載變化和LC參數(shù)隨溫度變化引起諧振頻率偏移的問題，能跟蹤頻率來提高傳輸效率，但當(dāng)功率超限時卻不能主動調(diào)節(jié)，且結(jié)構(gòu)中包括鎖相環(huán)和多個控制單元，控制難度加大，硬件成本增加。可見，國內(nèi)現(xiàn)有的無線充電裝置和方法存在以下不足：①功率超過極限時無法調(diào)節(jié)。無線充電裝置僅測量參考頻率下的功率，不能提供功率預(yù)先檢測，通過與功率極限進行比較來調(diào)節(jié)諧振頻率。②控制難度大，硬件成本高。無線充電裝置使用基于PLL的頻率跟蹤方法，使用鎖相環(huán)和多種控制單元，控制難度加大，同時硬件成本提高，缺乏市場競爭力。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有裝置和控制方法的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種在對目標充電時控制充電功率的無線充電裝置，能夠調(diào)整諧振頻率，防止輸出功率超過功率極限。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

控制充電功率的無線充電裝置，包括：無線電力發(fā)射器、諧振器一、諧振器二、控制器、電壓控制振蕩器、可控電源、柵極驅(qū)動器、放大器、傳感器和阻抗匹配單元。

所述的無線電力發(fā)射器將電力傳輸?shù)匠潆娢矬w，可以通過使無線電力發(fā)射器與充電物體的諧振頻率匹配來優(yōu)化傳輸效率。

所述的諧振器一在帶內(nèi)的下限頻率處諧振，用于輸出預(yù)定頻帶的下限頻率對應(yīng)的功率值，稱為下限功率。

所述的諧振器二在帶內(nèi)的上限頻率處諧振，用于輸出預(yù)定頻帶的上限頻率對應(yīng)的功率值，稱為上限功率。

所述的控制器周期性地監(jiān)測諧振器一和諧振器二中輸出的功率值是否超過功率極限，并實時調(diào)整電壓控制振蕩器和可控電源的控制信號，使上限功率和下限功率小于功率極限。

所述的電壓控制振蕩器根據(jù)控制器提供的控制信號來調(diào)整頻率，并輸出對應(yīng)的諧振頻率。

所述的可控電源向無線電力發(fā)射器發(fā)送用于無線傳輸?shù)膫鬏敼β省?/p>

所述的柵極驅(qū)動器將與諧振頻率相對應(yīng)的特定脈沖電壓遞送到放大器。

所述的放大器受柵極驅(qū)動器的控制，放大可控電源的信號強度，以提高電力傳輸效率。

所述的傳感器檢測無線充電裝置和充電物體之間的距離。

所述的阻抗匹配單元使無線充電裝置和充電物體的阻抗相匹配。

由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

1.本發(fā)明的控制充電功率的方法，在頻率跟蹤期間，能夠預(yù)先檢測輸出功率，并與功率極限進行比較，據(jù)此來調(diào)節(jié)諧振頻率，防止功率超限。