[发明专利]一种通用型无线充电发射端装置及控制方法

权利要求书

1.一种通用型无线充电发射端装置，应用于串联谐振无线电能传输场景，包括原有结构的依次连接的发射端电源、逆变电路和发射线圈，其特征在于，还包括在原有结构的基础上增设的谐振电容调节电路、电压电流采样电路和控制器，所述谐振电容调节电路设置于所述逆变电路和所述发射线圈之间，用于提供可调节的谐振电容值，所述电压电流采样电路设置在逆变电路输入端的发射端回路上对逆变电路输入端的发射端回路的电压和电流进行采样，所述逆变电路、所述谐振电容调节电路和所述电压电流采样电路分别与所述控制器信号连接并接受所述控制器的控制，所述控制器接收电压电流采样电路采样的电压和电流后进行谐振状态检测并控制所述逆变电路是否改变装置的工作频率，如果需要改变则控制器控制逆变电路的各开关器件的开启和关闭去改变装置的工作频率，所述控制器实时监测所述电压电流采样电路的采样结果的同时还基于谐振检测算法计算发射端装置所需谐振电容值并调节所述谐振电容调节电路输出的谐振电容值使得发射端装置根据所接入的接收端装置的具体情况来调节发射端装置内部的相关参数进而实现发射端装置与接收端装置在无通讯条件下与不同接收端的匹配；

所述谐振电容调节电路采用可变电容阵列，所述可变电容阵列包括由若干开关器件和若干串并联电容组合的结构的相互并联的两个支路且两个支路均与发射线圈相连，所述开关器件在控制器的作用下开启和关闭进而调整串并联的电容数量以输出所需谐振电容值。

2.根据权利要求1所述的通用型无线充电发射端装置，其特征在于，所述控制器进行的谐振状态检测是根据所述电压电流采样电路的采样结果判断发射端装置是否与当前串联谐振无线电能传输场景中的接收端装置实现谐振。

3.根据权利要求2所述的通用型无线充电发射端装置，其特征在于，在装置副边侧加入接收端装置后，通过所述控制器调节所述可变电容阵列的输出电容值、实时监测所述电压电流采样电路的采样结果同时还基于谐振检测算法实时计算发射端所需谐振电容值后调节输出电容值并不断据此调节可变电容阵列，最终找到发射端装置与接收端装置的谐振状态，检测计算出当前发射端装置谐振电容值，并保持当前的谐振电容值进行工作以完成与副边当前接收端装置的无线电能传输。

4.根据权利要求3所述的通用型无线充电发射端装置，其特征在于，所述控制器的控制调节采用自动式或者手动式。

5.根据权利要求3所述的通用型无线充电发射端装置，其特征在于，所述谐振检测算法还与数据优化算法相结合。

6.一种通用型无线充电发射端装置的控制方法，应用于串联谐振无线电能传输场景，其特征在于，在原有结构的依次连接的发射端电源、逆变电路、发射线圈的基础上增设谐振电容调节电路、电压电流采样电路和控制器，将所述谐振电容调节电路设置于所述逆变电路和所述发射线圈之间，将所述电压电流采样电路设置在逆变电路输入端的发射端回路上对发射端回路的电压和电流进行采样，将所述逆变电路、所述谐振电容调节电路和所述电压电流采样电路分别与所述控制器信号连接，所述控制器接收电压电流采样电路采样的电压和电流后进行谐振状态检测并控制所述逆变电路是否改变装置的工作频率，如果需要改变则控制器控制逆变电路的各开关器件的开启和关闭去改变装置的工作频率；

在装置副边侧加入接收端装置，通过所述控制器调节所述谐振电容调节电路的输出电容值并实时监测所述电压电流采样电路的采样结果同时基于谐振检测算法实时计算发射端装置所需谐振电容值，将谐振电容调节电路的输出电容值调整至计算出的电容值，检测发射端装置和接收端装置的工作状态，不断重复发射端装置的谐振电容调节操作，直至所述采样结果为发射端回路电流处于最大值时判定发射端装置和当前接收端装置实现谐振为止，检测计算出当前发射端装置的谐振电容值，并保持当前的谐振电容值进行工作以完成与副边当前接收端装置的无线电能传输使得发射端装置根据所接入的接收端装置的具体情况来调节发射端装置内部的相关参数进而实现发射端装置与接收端装置在无通讯条件下与不同接收端的匹配；

所述谐振电容调节电路采用可变电容阵列且所述可变电容阵列包括由若干开关器件和若干串并联电容组合的结构的相互并联的两个支路且两个支路均与发射线圈相连，在控制器的作用下所述开关器件开启和关闭进而调整串并联的电容数量以输出所需谐振电容值。

7.根据权利要求6所述的通用型无线充电发射端装置的控制方法，其特征在于，所述控制器根据所述电压电流采样电路的采样结果判断发射端装置是否与当前接收端装置实现谐振；

和/或，所述控制器的控制调节采用自动式或者手动式；

和/或，所述谐振检测算法还与数据优化算法相结合。