[发明专利]一种无线充电发射器、接收器、充电装置及无线充电方法

权利要求书

1.一种无线充电发射器，其特征在于，包括第一微控制器、驱动电路、谐振发射电路、PPM解码电路和电源电路；第一微控制器、驱动电路和谐振发射电路依次连接；谐振发射电路通过PPM解码电路与第一微控制器的信号反馈端连接，所述第一微控制器和驱动电路均与电源电路连接；

所述驱动电路包括全桥驱动芯片UBA2032T及全桥电路；

所述谐振发射电路包括原边线圈与第一谐振电容(1)；

所述PPM解码电路包括依次连接的缓冲电路、信号放大电路、二阶带通滤波电路和滞回比较电路；

所述电源电路包括AC-DC变换电路和DC-DC供电电路，AC-DC变换电路的输出端与DC-DC供电电路的输入端连接，所述AC-DC变换电路输出电压为全桥电路的上桥臂供电，所述DC-DC供电电路为第一微控制器供电。

所述谐振发射电路还与第一微控制器直接相连。

2.根据权利要求1所述的无线充电发射器，其特征在于，所述AC-DC变换电路直接由市电供电。

3.一种无线充电接收器，其特征在于，包括谐振接收电路、全桥整流电路、DC-DC转换电路、电流传感器、锂电池、模拟采样电路、第二微控制器和PPM发射电路；谐振接收电路、全桥整流电路、DC-DC转换电路、电流传感器和锂电池依次连接，模拟采样电路输入端与DC-DC转换电路输出端连接，模拟采样电路输出端和电流传感器输出端均与第二微控制器连接，第二微控制器和PPM发射电路连接，PPM发射电路输出端与谐振接收电路连接；

所述谐振接收电路，包括次边线圈和第二谐振电容(2)；

所述全桥整流电路和第二微控制器之间还连接有开关稳压芯片NCP699。

4.根据权利要求3所述的无线充电接收器，其特征在于，所述PPM发射电路包括高速光耦和开关MOS管，用于对第二微控制器输出的序列脉冲进行功率放大。

5.一种无线充电装置，其特征在于，包括权利要求1—2中任一项所述的无线充电发射器和权利要求3—4中任一项所述的无线充电接收器，所述原边线圈与次边线圈以上下平行对齐方式放置，原边线圈与次边线圈同时为通信线圈。

6.根据权利要求5所述的无线充电装置，其特征在于，所述第一微控制器和第二微控制器均为C8051F330单片机。

7.一种无线充电方法，其特征在于，采用权利要求8所述的无线充电装置，包括以下步骤：

步骤一：无线充电发射器上电，并发送电磁信号；若没有收到反馈信号，进入待机状态；

步骤二：无线充电接收器收到电磁信号后，向无线充电发射器发送反馈信号；

步骤三：第一微控制器对接收到的信号进行识别，如果是无线充电发射器发送的反馈信号，则开始向无线充电接收器传输电量；

步骤四：第二微控制器通过模拟采样电路采集DC-DC转换电路的输出电压，通过电流传感器采样输出电流；

若发生过压或者过流，第二微控制器向开关稳压芯片NCP699发出关断信号，停止发送反馈信号，电量传输中断；

否则，第二微控制器对采样到的输出电压和输出电流信号进行PPM编码，产生反馈信号经PPM发射电路和次边线圈发送到无线充电发射器；原边线圈接收反馈信号，经PPM解码电路解码发送到第一微控制器；第一微控制器读取反馈信号并进行判断，当充电功率低于预设充电功率时，增大PWM输出脉冲频率；当充电功率高于预设充电功率时，减小PWM输出脉冲频率；

所述无线充电发射器上电时，设定PWM输出脉冲频率低于谐振频率。

8.根据权利要求7所述的无线充电方法，其特征在于，所述步骤三还包括：

第一微控制器对原边线圈上输出的交流电压峰值进行采样，与振幅电压典型值和谐振峰值电压比较：

(1)若采样的峰值电压在谐振峰值电压±5％内，说明发射底座上有金属异物，第一微控制器关断PWM脉冲信号，进而停止充电；

(2)如果采样的峰值电压低于振幅电压典型值，第一微控制器按照设定的控制法则增大中心工作频率；如果采样的峰值电压高于振幅电压典型值，第一微控制器按照设定的控制法则减小中心工作频率；

所述振幅电压典型值是指在设定的PWM输出脉冲频率下，原边线圈上输出的交流电压峰值理论值；所述谐振峰值电压是指在设定PWM输出脉冲频率等于谐振频率时，原边线圈上输出的交流电压谐振峰值理论值。

9.根据权利要求7所述的无线充电方法，其特征在于，所述无线充电发射器上电时，设定PWM输出脉冲频率为120kHZ，谐振频率为150kHZ，PWM输出脉冲频率在90kHZ-150kHZ范围内调整。