[发明专利]无线充电系统中能量发送端装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及无线充电，具体是指一种无线充电系统中能量发送端装置。

背景技术

目前无线供电系统以电磁场相互转化为基础，将直流电转变为交流电，交变的电流通过电感线圈产生交变的磁场，当一个闭环的电感线圈放置在交变的磁场中就会感应出交变的电流，整流后得到直流电。为了稳定供电，能量的接收端与发送端需要相互通信调节输出功率，接收端以AM调制的方式将有用信号(包括功率增大、减小等)调制到相互转化的电磁场中，发送端对电感线圈上的有用信号进行解调解码，进而调节输出功率。电感线圈上AM调制信号有不同程度的干扰，因此采用数字解调可以得到更好的结果，同时数字解调便于芯片集成，省去了模拟元器件，节约成本。

无线供电系统能量发送端采用MOS管开关电路将直流电转换为交流电的方式为电感线圈L、电容C串联组成的振荡电路提供能量，电感Lp会流过交变的电流，从而产生交变的磁场。当LC一端供交流电驱动，另一端接固定电平(接地或电源)时为半桥驱动模式，如图1所示；当LC两端同时供交流电驱动时为全桥驱动模式，如图2所示。

占空比调节为改变VC占空比、VL是VC反向电平，导致振荡信号的占空比发生变化(如图4所示)，不利于数字解调解码。

综上所示，现有技术中半桥驱动模式由于单端驱动在相同系统条件较全桥驱动模式提供的功率少，如果改变驱动信号频率，使之接近LC的谐振频率，可以提高输出功率，但此时改变最小的频率步进，输出功率改变较大，通信过程中的controlerror无法调节到0，系统就无法提供一个稳定的供电功率。

现有技术中全桥驱动模式通过改变驱动信号的频率、占空比以及LC两端电压相位可以调节系统的输出功率，如果系统需要提供一个较小的功率，而此时频率已到达标准可调的最大值，通过调节占空比或相位可以继续减小输出功率，但是随着调节的加深，振荡信号占空比发生变化，变化较大时导致信号数字解调解码不成功，无法建立通信，系统供电断开。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够解决半桥驱动模式不能提供稳定的较大输出功率以及全桥驱动模式下不能提供稳定的较小功率问题、同时可实现全桥驱动模式与半桥驱动模式输出功率无缝切换、满足不同场合下对无线供电系统输出功率需求的无线充电系统中能量发送端装置。

为了实现上述目的，本发明的无线充电系统中能量发送端装置具有如下构成：

该无线充电系统中能量发送端装置，其主要特点是，所述的能量发送端装置包括：

主控芯片，用以控制ADC模块采样LC振荡电路中的串联振荡信号，以及根据所述的ADC模块的输出控制所述的能量发送端装置；

驱动模块，用以根据所述的主控芯片产生的PWM驱动信号实现对MOS管模块的控制；

MOS管模块，用以根据所述的驱动模块的控制信号使得MOS管输出连接电源或接地；

ADC模块，用以采样LC振荡电路中的串联振荡信号。

进一步地，所述的能量发送端装置还包括一分压电路，用以获取所述的LC振荡电路中按比例分压后的信号，所述的分压电路将按比例分压后的信号发送至所述的ADC模块，以对通信信号进行解码和编码。

进一步地，所述的MOS管模块包括两个N型MOS管；或者所述的MOS管模块包括一P型MOS管及一N型MOS管。

进一步地，所述的LC振荡电路中的电容端连接的驱动信号为占空比为50％的驱动信号，所述的LC振荡电路中的电感端连接的驱动信号为占空比在0至50％之间的驱动信号。

采用了该发明中的无线充电系统中能量发送端装置，与现有技术相比，具有以下的有益技术效果：

(1)本发明的无线充电系统中能量发送端装置可以实现由全桥驱动模式、半桥驱动模式相互转换，输出功率范围大，同时在转换过程中保持较小的能量调节步进，不至于强行转换导致能量跳变，实现无缝切换。

(2)本发明的无线充电系统中能量发送端装置在调节过程中电容端连接的驱动信号一直保持50％占空比，使得电感线圈上的振荡信号也保持50％占空比不变，有利于通信信号的数字解调解码。

附图说明

图1为现有技术中半桥驱动模式的无线供电系统能量发送端的结构示意图。

图2为现有技术中全桥驱动模式的无线供电系统能量发送端的结构示意图。

图3为现有技术中驱动信号50％占空比时VS振荡信号的波形图。

图4为现有技术中驱动信号20％占空比时VS振荡信号的波形图。

图5为本发明中的无线供电系统中能量发送端的结构示意图。