[发明专利]功率最优化的多对多无线充电设备及控制方法

权利要求书

1.一种功率最优化的多对多无线充电设备，其特征在于，包括：

电源单元、控制器、驱动单元、输出单元和多个发射线圈；其中，

所述电源单元依次经所述控制器和所述驱动单元与所述输出单元电气连接，所述输出单元分别与所述多个发射线圈电气连接；

所述输出单元设有检测信号输出端，该检测信号输出端与所述控制器电气连接；

所述控制器能根据所述输出单元的检测信号输出端反馈的充电电流和发射线圈的阻抗状态，转换为发射线圈的电压信号和电流信号后，根据所述电压信号和电流信号动态调控所述发射线圈的电压和电流，使所述电源单元的输出功率最优化。

2.根据权利要求1所述的功率最优化的多对多无线充电设备，其特征在于，所述控制器包括：

顺次连接的振荡控制模块和优化处理模块；其中，

所述振荡控制模块，与所述电源单元的直流稳压电源输出端电气连接，设有电气输出端，与所述驱动单元电气连接，该振荡控制模块用于在直流电源转化为交流电源时，提供振荡频率，使直流电源转化为能调控的交流电源；

所述优化处理模块，与所述输出单元的检测信号输出端电气连接，用于接收所述输出单元的检测信号输出端反馈的充电电流和发射线圈的阻抗状态，转换为发射线圈的电压信号和电流信号后，根据所述电压信号和电流信号动态调控所述发射线圈的电压和电流，使所述电源单元的输出功率最优化。

3.根据权利要求2所述的功率最优化多对多无线充电设备，其特征在于，所述控制器的振荡控制模块采用的电路板为上、下两层并增加接地层，在接地电路中加入二极管电路和缓冲电容。

4.根据权利要求1或2所述的功率最优化多对多无线充电设备，其特征在于，所述控制器根据所述电压信号和电流信号动态调控所述发射线圈的电压和电流，使所述电源单元的输出功率最优化为：

步骤1)获取发射线圈个数m、用电设备的接收线圈个数n和发射线圈的阻抗矩阵Z_T；

步骤2)向全部发射线圈施加秩为m的电压矩阵V_T，测量不同电压向量下的电流矩阵I_T；

步骤3)求得复数矩阵B和S；

步骤4)对复数矩阵S求实部Q，对矩阵Q求其对应于最大特征值的特征向量

步骤5)根据求得实数K和c，继而求得发射线圈适配电流

步骤6)根据求得将转化为发射线圈适配电压

步骤7)向所述发射线圈施加电压向量实现使所述电源单元的输出功率最优化。

5.根据权利要求1或2所述的功率最优化的多对多无线充电设备，其特征在于，所述电源单元包括：

顺次连接的整流电路和滤波稳压电路；其中，

所述整流电路设有交流电源接入端；

所述滤波稳压电路设有直流稳压电源输出端，该直流稳压电源输出端与所述控制器电气连接。

6.根据权利要求1或2所述的功率最优化的多对多无线充电设备，其特征在于，所述输出单元包括：

检测模块和逆变器；其中，

所述检测模块与所述逆变器电气连接，该检测模块设置所述检测信号输出端；

所述逆变器设有多个输出端，各输出端均电气连接一个发射线圈。

7.根据权利要求1或2所述的功率最优化的多对多无线充电设备，其特征在于，所述驱动单元采用高频三极管驱动电路或MOS管驱动电路。

8.一种功率最优化多对多无线充电控制方法，其特征在于，应用于权利要求1或2所述的功率最优化多对多无线充电设备，包括以下步骤：

步骤1)获取发射线圈个数m、用电设备接收线圈个数n和发射端的阻抗矩阵Z_T；

步骤2)向各发射端施加秩为m的电压矩阵V_T，测量不同电压向量下的电流矩阵I_T；

步骤3)求得复数矩阵B和S；

步骤4)对复数矩阵S求实部Q，对矩阵Q求其对应于最大特征值的特征向量

步骤5)根据求得实数K和c，继而求得发射端适配电流

步骤6)根据求得将转化为发射线圈适配电压

步骤7)向所述发射线圈施加所述适配电压向量实现使所述电源单元的输出功率最优化。