[发明专利]一种用于磁共振无线充电系统的频率锁定方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种用于磁共振无线充电系统的频率锁定方法及系统。

背景技术

随着各种电子产品逐步走入人们的生活，特别是笔记本电脑、平板电脑、智能手机功能不断增强，人们普遍感受到现有电池容量已无法满足自身日益增长的娱乐和工作需求，而家里充斥的各种电源接头和遍布的电源线也令人头疼，因此通过无线充电方式实现随用随充，即充电、娱乐互不冲突的愿望也随之越来越强烈。

目前无线充电方式有以下几种：电场耦合方式、电磁感应方式、磁耦合方式、无线电波方式，其中磁耦合方式由于其位置自由、充电理论效率高而受到业界广泛关注，物理学家早就知道，在两个共振频率相同的物体之间能有效地传输能量，而不同频率物体之间的相互作用较弱。歌唱家演唱能将装有不同水量瓶子中的一个震碎，而不影响其他瓶子就是这个道理。磁耦合无线充电技术正是利用了这个原理。

但磁耦合无线充电技术在工程应用中有一个突出困难就是发射端或接收端频率无法对齐，大规模生产时，由于元器件加工误差叠加效应以及元件值温漂特性，实际工作时会导致发射端振荡频率与接收端LC谐振频率之间有大小不等的误差，由于发射端和接收端是依靠磁耦合的方式进行能量传递，频率对不齐会导致其能量传输效率衰落很快，因此业界在频率追踪和频率锁定方面做了大量工作，通常做法是在发射端通过检测电流电压的变化判断频率是否对齐，此时采取一定的算法调整发射端振荡频率，以适应接收端谐振频率，直至两者到达最佳状态。

发送端调整谐振频率以适应接收端谐振频率，这种方式固然能够解决频率对齐的问题，但如果出现一对多的工作场景，即一个发射端，多个接收终端同时进行充电时，将会导致发射端无所适从，需要采取一定的算法进行折中考虑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于磁共振无线充电系统的频率锁定方法及系统，以解决现有的磁共振无线充电系统存在的频率锁定困难的问题。

本发明的第二目的在于提供一种用于磁共振无线充电系统的频率锁定方法及系统，以解决现有的磁共振无线充电系统的发射端电路复杂的问题。

本发明的第三目的在于提供一种用于磁共振无线充电系统的频率锁定方法及系统，以实现提高磁共振无线充电系统的发射端和多个接收端之间的良好的兼容性。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于磁共振无线充电系统的频率锁定方法，包括以下步骤：

S1：预置设于接收端的可调电容的偏置电压；

S2：以ΔV为步进调整所述可调电容的偏置电压；

S3：检测接收端的电流或电压变化；

S4：如电流或电压变大，返回步骤S2继续以ΔV为步进调整；如电流或电压变小，返回步骤S2以-ΔV为步进调整；

S5：检测连续两次的电流或电压变化；

S6：若S5中两次的电流或电压变化方向相反，撤销最后一次调整并锁定；否则继续执行步骤S4。

较佳地，磁共振无线充电系统的接收端启动后，即可开始执行步骤S1。

较佳地，该频率锁定方法中的可调电容的电压调整频率为f， f的值小于系统振荡频率的值。

较佳地，该频率锁定方法中两次调整可调电容的电压的时间间隔为Δt，所述Δt的值为1/f。

较佳地，所述ΔV为可调电容的偏置电压的可变范围的1/N，N=2ⁿ，n为大于1的正整数。

本发明还提供了一种用于磁共振无线充电系统的频率锁定系统，该频率锁定系统设于磁共振无线充电系统的接收端，该频率锁定系统包括信号处理控制模块、电流电压检测电路、可调电容、整流单元、DC-DC转换单元及待充电的客户端设备；

所述可调电容与所述接收端的磁共振线圈相串联构成磁共振单元，所述磁共振单元与所述整流单元连接，所述整流单元与所述DC-DC转换单元连接，所述DC-DC转换单元与所述客户端设备连接；

所述信号处理控制模块与所述可调电容耦合，用以调节可调电容的电压值，所述电流电压检测电路与所述整流单元耦合，用以检测整流后的电压或电流值，所述信号处理控制模块与所述电流电压检测电路耦合，用以接收来自所述电流电压检测电路的电压或电流值，并根据连续电压或电流值的变化情况调整所述可调电容的电压值；