[实用新型]无线电能传输系统

说明书

技术领域

本实用新型属于无线电传输领域，尤其涉及一种可自调节系统速率的无线电能传输系统。

背景技术

近年来，无线充电技术发展迅速，因其非接触、无电线连接、操作方便等特性，备受各厂商关注，各种各样的无线充电产品也相继问世。从整体上看，一个完整的无线充电系统包括两部分：无线电能发射端和无线电能接收端，而无线电能发射端和无线电能接收端通过磁场来传递能量，两者之间不用电线连接，无线电能发射端要获取无线电能接收端状态信息并进行能量传输的调节，就必须从接收端传送控制讯号到发射端再经解析后进行控制形成一个控制回路，信号的传送则由无线通信系统来完成。

当电能和信号同时传输时，一方面电能传输谐振系统形成的电磁场，会通过空间辐射对通信信号产生干扰；另一方面，由于通信控制回路所需的供电电压是电能传输电路产生的，电能传输过程中产生的噪声会通过线路连接窜到通信回路，噪声信号的干扰极容易使通信中断。一旦通信中断，系统的反馈回路断开变成开环系统，负载变化时，发射端无法根据负载变化及时进行调节，发射端输出功率与接收端的需求不匹配，系统就会出现欠压、过压、过流等现象，无法正常工作，严重时还会烧坏器件。

发明内容

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种无线电能传输系统和无线电能传输控制方法，该实用新型根据负载的变化进而调节系统的速率，提高了无线电能传输系统的抗干扰能力。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种无线电能传输系统，包括连接电网的无线发射端，以及可与无线发射 端实现电能和通讯信号传输的无线接收端，无线发射端包括顺次串联的发射端整流滤波电路、逆变电路以及发射线圈，无线接收端包括顺次串联的接收线圈、接收端整流滤波电路、DC/DC变换电路，无线发射端还包括电连接逆变电路的发射端MCU，以及可接收无线接收端通信信号的无线通信接收模块，无线通信接收模块连接发射端MCU,以将从无线接收端接收的通信信号发送至发射端MCU；

无线接收端还包括接收端MCU，连接接收端整流滤波电路输出端的整流电压采样电路，连接DC/DC变换电路输出端的输出功率采样模块用来采集输出电压和输出电流信号，以及发射通信信号的无线通信发射模块，其中，整流电压采样电路和输出功率采样模块的输出端都连接到接收端MCU；

整流电压采样电路采集整流后的电压信号送到接收端MCU，再经过无线通信发射模块和无线通信接收模块传送到发射端MCU，发射端MCU根据该电压信号形成控制信号驱动逆变电路，稳定接收端的整流电压；

输出功率采样模块采集输出功率信号(输出电压与输出电流的乘积)送入接收端MCU，接收端MCU判断功率的变化生成判断信号，并将该信号通过无线通信模块无线通信发射模块和无线通信接收模块发送至发射端MCU。发射端MCU具有通信监控模块，可以根据接收端反馈的功率变化，判断当前的通讯速率是否能够正常稳定工作。若系统通信不稳定，将根据预设的通信速率等级自适应调整通讯速率，直至系统通信达到稳定状态。

作为本实用新型的进一步优化，无线通信模块(无线通信发射模块和无线通信接收模块)在通信数据收发完成后，会将数据收发标志位置低，发射端MCU检测该标志位的状态，就可以监控通信是否正常。若在一定时间内，数据收发标志位没有置低，则发射端MCU判断为发生了一次通信中断，通过检测计数通信中断次数，来判断通讯的稳定性，自适应调整通信速率。

作为本实用新型的进一步优化，无线发射端还包括连接在发射端整流滤波电路输出端的发射端辅助电源，发射端辅助电源的输出端连接发射端MCU，为发射端MCU供电；无线接收端还包括连接在接收端整流滤波电路输出端的接收端辅助电源，接收端辅助电源的输出端连接到接收端MCU，为接收端MCU供电。

本实用新型还提供了一种无线电能传输控制方法，使用上述无线电能传输系统，包括以下步骤：

S1：启动无线电能传输系统；

S2：启动通信数据传输；

S3：接收端MCU采集当前时刻输出电压和输出电流信号，并与前一时刻信号值进行比较形成输出功率变化值；接收端MCU判断功率变化绝对值是否大于预设浮动值，如是，则执行S4；如否，则执行S7；

S4：接收端MCU根据输出功率变大或变小生成相应的判断信号，经由无线通信发射与接收模块传输到发射端MCU，若发射端MCU收到输出功率变大的判断信号，则执行S7；若发射端MCU收到输出功率变小的判断信号则执行S5；