[发明专利]功率最优化的多对多无线充电设备及控制方法

说明书

本发明公开了一种功率最优化的多对多无线充电设备，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，电源单元依次经控制器和驱动单元与输出单元电气连接，输出单元分别与多个发射线圈电气连接；输出单元设有检测信号输出端，该检测信号输出端与控制器电气连接；控制器能根据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，根据电压信号和电流信号动态调控发射线圈的电压和电流，使电源单元的输出功率最优化。该充电设备由于控制器能对全部发射线圈的充电电流和充电电压进行动态调控，可以实现充电功率的最优化。

技术领域

本发明涉及无线充电领域，尤其涉及一种功率最优化的多对多无线充电设备及控制方法。

背景技术

无线充电技术(Wireless Charging Technology)起源于19世纪下半叶，当时电能传输存在很大的问题，由于发电站与用电区域存在一定的距离，而有线输电网络并没有搭建起来，电能的传输问题便成为很多专家学者研究的问题。在如今高度信息化的社会中，移动设备大量充斥着我们的生活，而这些设备几乎都依赖电能，充电便成为一个重要的问题，这转而变成一个值得深入研究的课题。

目前基于磁场的无线充电主要通过以下几种技术：电磁感应式(Magneticinduction)、磁场共振式(Magnetic resonance)。

其中，电磁感应式的工作方式类似于变压器，工作频率小于200KHz，优点是传输效率高，但是通常要求发射/接收线圈距离通常小于8mm。在电磁感应技术方面，由香港城市大学牵头成立了WPC(Wireless Power Consortium)，并于2012年年底推出了第一个无线充电的国际标准Qi标准，Qi标准基于磁感应原理传输电能，传输效率和收发线圈之间的耦合度以及电路的品质因素均有关系，其中，耦合度不仅与两个线圈之间的距离以及相对大小有关，还与线圈的形状、线圈之间的角度有着不小的联系。目前Qi标准已经更新至1.2.3版本，发射功率从原先的5W提高至7.5W，甚至可以实现一定程度上的快速充电。现阶段的Qi标准仍然局限于小功率电子产品的电力供应，而且QI标准只是针对于单对单的充电。

磁场共振式的特点是使得电路中电容与电感在给定的频率点上共振，减少能量损耗，从而有效提高了传输距离。其工作频率可以从几百KHz到几十MHz。现有的工业协议有A4WP联盟提出的Rezence标准。A4WP是Alliance for Wireless Power标准的简称，是由美国高通公司、韩国三星公司以及Powermat公司共同创建的无线充电联盟。但由于A4WP联盟组成时间较晚，目前采用该标准的产品并不多见，且Rezence标准也仅考虑了单对多的充电模式。

现如今，市场上的无线充电设备几乎都采用了磁感应或磁场共振技术，但这并不代表该技术已经完全成熟。各大厂家的无线充电技术都存在一个致命的问题：空间自由度低。就手机的无线充电来说，它需要准确地放置在充电板上，且要求与充电板的间距极小。只有当手机上的线圈和充电器内置线圈位置正对时，才能够进行无线充电。换言之，精度要求极高的操作方法限制了这类技术的广泛应用。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种功率最优化的多对多无线充电设备及控制方法，能解决现有无线充电设备不能实现多对多充电、充电功率小以及充电操作要求精度高的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种功率最优化多对多无线充电设备，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；