[发明专利]一种远程可控多端式的无线充电系统

说明书

本发明属于无线充电技术领域，公开了一种远程可控多端式的无线充电系统，包括主发送设备、一个或多个子接收设备；主发送设备集成了MCU、IO模块、射频通讯模块、蓝牙模块、功率控制电路、谐振发送电路；子接收设备集成了MCU、IO模块、射频通讯模块、谐振接收及整流电路和功率控制电路；主发送设备向子接收设备传输无线电能，并通过内部网络通讯实现对子接收设备运行状态控制；上位机和主发送设备通过蓝牙建立通讯连接实现外部控制，远程端与上位机通过互联网实现对整体装置的远程控制；解决了现有的无线充电设备充电时负载不能自由移动的问题；内、外两种通讯方式的结合运用使得本系统具有开放性、扩展性和灵活性，拓展了无线充电系统的应用领域和使用范围。

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，更具体地，涉及一种远程可控多端式的无线充电系统。

背景技术

无线充电技术(WPT，Wireless Power Transfer)是一种以非接触的无线方式实现电源与用电设备之间能量传输的技术，在电动汽车、医疗器械、家用小电器等领域应用较多。在日常生活中，无线充电技术最典型的应用是一对一的手机无线充电系统，其结构组成主要包含一个充电座(无线电能发射器)和一个充电适配器(无线电能接收器)。其基本工作原理是发射器将电能转化为交变电磁场并通过线圈向外发射，接收线圈通过电磁感应或电磁谐振方式将收集的电磁能量经过整流给负载(手机)供电；为了实现充电状态控制，收发器之间还需要进行消息通讯，发送控制指令，其结构原理图参照图1。此类无线充电系统装置的特点是采用一对一的工作方式，其发射器只能向一个接收器发送功率，不能对多个负载同时充电。另外，发射器、接收器之间的消息通讯采用一对一的通讯方式，即通过收、发线圈之间的电磁耦合来建立传输信道实现数据传输。

中国专利CN107257168公开的一种一对多无线充电方法，其发射端与接收端以收、发线圈之间的耦合方式传递调制的负载特征信号，并以负载特征信号控制系统的发送功率。

以上现有的无线充电技术在通讯方式上都采用电磁耦合传输信号。在以电磁耦合方式的通讯系统中，通信系统的性能会受到收发线圈耦合系数影响。随着两线圈的间距和中心偏距加大，耦合系数变小，信号衰减快，为了保持通讯信号的稳定性，收发线圈必须处于近距、静置的状态。因而，在给移动负载无线充电时，这种基于线圈耦合方式通讯的系统可能存在着通讯控制不稳定的问题。另外，从通讯对象和范围上来看，现有技术的无线充电系统的通讯实现都是局限于发射器与接收器之间内部通讯，而不能对外通讯，因而其应用受到一定的限制。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种远程可控多端式的无线充电系统，其目的在于克服现有无线充电装置充电时充电负载不可移动的问题以及不能实现外部控制的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种远程可控多端式的无线充电系统，包括主发送设备、一个或多个子接收设备；

其中，主发送设备具有发送线圈，子接收设备具有接收线圈；其接收线圈的尺寸小于发送线圈的尺寸，接收线圈的能量接收范围在发送线圈的投影范围内；主发送设备与子接收设备之间通过小尺寸的接收线圈匹配大尺寸的发送线圈以磁耦合的方式远距离地传递能量；

每个子接收设备的一侧具有与主发送设备通信的接口，子接收设备与主发送设备间通过所述接口以射频通讯方式进行内部通讯；子接收设备的另一侧具有用于连接负载向负载供电的接口；主发送设备具有用于与上位机通信的通信接口，并通过上位机以及互联网与远程端通信。

优选的，上述远程可控多端式的无线充电系统，其主发送设备集成了蓝牙模块、第一射频通讯模块、第一MCU、第一功率控制电路、谐振发送电路以及发送线圈；

其中，蓝牙模块、第一射频通讯模块与第一MCU之间均具有双向连接；功率控制电路的输入端与第一MCU连接，输出端与谐振发送电路的输入端连接；发送线圈与谐振发送电路输出端相连；

蓝牙模块用于无线充电系统与外部上位机之间通信；