[发明专利]电磁感应式无线充电系统及其充电与通讯集成的控制方法

说明书

本发明提供一种电磁感应式无线充电系统及其充电与通讯集成的控制方法，该方法包括信息采集步骤，采集信号发射控制步骤电磁感应式无线充电系统的原边装置的电压、电流以及温度值；充电异常检测步骤，分别比较信号发射控制步骤电压、电流以及温度值与各自的预设阈值的大小以判断充电异常情况；信号接收控制步骤，采集原边线圈的感应电流并进行原边装置信号的提取以接收副边装置发射的数据信号；充电控制步骤，根据副边装置发射的数据信号对原边装置的充电电压和频率进行调整；信号发射控制步骤，采集原边装置的数据并控制原边装置的调频模块发射信号给副边装置。该方法可以实现原副边实时通讯，保证无线充电系统安全、高效工作。

技术领域

本发明涉及电气领域，具体涉及一种电磁感应式无线充电系统及其充电与通讯集成的控制方法。

背景技术

无线充电技术按照能量传输方式的不同可以分为两大类，一类是耦合式无线充电技术，需要一对耦合的发射端和接收端才能进行能量传输，又可以具体分为电磁感应式、电磁共振式、电场耦合式；另一类是辐射式，以各种不同形式的辐射波为载体，能量可以在空间自由进行传输，根据能量载体形式的不同可以具体分为超声波式、无线电波式、微波式和激光式。其中，电磁感应无线充电技术是目前研究与使用最为成熟和广泛的技术，其传输距离为数十厘米，工作频率在数十千赫兹到数百千赫兹之间，传输功率可达数千瓦级，效率可达90％以上。

电磁感应式无线充电系统可以分为原边装置和副边装置两部分。原边装置主要由逆变模块、原边谐振补偿模块、原边发射线圈、原边电路数据采集模块、原边通讯模块、原边控制模块组成。副边装置主要由副边接收线圈、副边谐振补偿模块、整流模块、负载、副边电路数据采集模块、副边通讯模块和副边控制模块组成。电能和信号在原边和副边控制模块的控制下分别进行传递。其中电能在原边装置的逆变模块被逆变为高频交流电后，通过原边发射线圈与副边接收线圈之间的电磁场耦合实现从原边装置到副边装置的无线传输，原边装置和副边装置的谐振补偿模块实现原副边装置电路的谐振以提高传输功率与效率，传递到副边装置的高频电能需要经过整流模块的整流后才能对负载进行充电。而原边装置和副边装置的电路数据通过原边通讯模块与副边通讯模块实现交换，电路指令也由原边通讯模块与副边通讯模块进行传递。

电磁感应式无线充电系统使用的通讯模块主要有ZigBee和WiFi。ZigBee是一种便宜的、低功耗的近距离无线组网通讯技术，存在的缺点主要是硬件尺寸较大、传输速率低、传输距离近、信号延迟的时间较长，ZigBee协议从上到下分别为物理层、媒体访问控制层、网络层、应用层，其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE802.15.4标准的规定。WiFi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网的技术，其速度快但存在耗能高、成本高、易受干扰等问题，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM射频频段，使用IEEE802.11 系列协议。同时采用ZigBee和WiFi通讯时各自的接口和通讯协议不一致，也受IP总量的限制，从而使得电磁感应式无线充电系统在充电的同时实现原边装置向副边装置的信号传输以及副边装置向原边装置的信号传输变得困难。

发明内容

针对上述现有技术存在的由于电磁感应式无线充电系统使用的通讯装置使用不同的接口和通讯协议，从而使得在充电与通讯集成后，在充电的同时实现原边装置向副边装置的信号传输以及副边装置向原边装置的信号传输变得困难的技术问题，提出一种电磁感应式无线充电系统的充电与通讯集成的控制方法。该控制方法通过原边装置和副边装置之间进行数据和指令的传输，从而实现原边装置与副边装置对充电过程中检测到的异常情况的信息进行共享，从而保证无线充电系统的安全工作。本发明还涉及一种电磁感应式无线充电系统。

本发明的技术方案如下：

一种电磁感应式无线充电系统的充电与通讯集成的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

信息采集步骤，采集所述电磁感应式无线充电系统的原边装置的电压、电流以及温度值；