[发明专利]基于调压控制的无线充电方法及系统

权利要求书

1.基于调压控制的无线充电方法，其特征在于，包括：

无线发射步骤，用于通过一发射端将电网接入的交流电经整流滤波、DC/DC变换并经逆变之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；

无线接收步骤，用于通过一接收端的接收线圈利用磁场耦合作用从所述发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，并经整流、滤波转换成直流电供给负载；

充电控制步骤，用于所述发射端通过无线通信获取所述接收端自负载采集的采样充电电压或采样充电电流，并根据所述采样充电电压或采样充电电流通过调压控制的方式进行无线充电控制，其中，所述调压控制方式是发射端MCU通过调整DC/DC变换驱动信号的占空比进而调整逆变器的输入电压，最终实现恒流或恒压充电，

其中，所述无线接收步骤还包括一高频交流升压或降压环节，所述接收端用一高频变压器将接收线圈拾取的高频交流电进行升压或降压变换并输出，高频变压器的初级阻抗与发射端的阻抗相匹配，次级阻抗与负载的阻抗匹配；

所述充电控制步骤进一步包括：发射端启动步骤，用于通过发射端MCU产生初始频率为F0的逆变驱动信号PWM、初始占空比为D0的DC/DC变换驱动信号PWM1分别驱动所述逆变器和DC/DC变换电路，然后发射端MCU调整逆变驱动信号PWM信号的工作频率为F1，所述F0为系统启动频率，F1为正常工作频率，初始占空比D0的占空比较小。

2.如权利要求1所述的基于调压控制的无线充电方法，其特征在于，所述充电控制步骤进一步包括：

获取调节参考量，用于获取预设充电电压V0、预设充电电流I0、采样充电电压V1及采样充电电流I1并获取调节参考量，其中，所述调节参考量包括V_d=|V1-V0|、I_d=|I1-I0|；

调节占空比，当调节参考量V_d≠0或I_d≠0时，发射端MCU通过控制算法调节DC/DC变换驱动信号的占空比D，即调节逆变器的输入电压，使V_d=0或I_d=0，实现恒压或恒流充电。

3.如权利要求2所述的基于调压控制的无线充电方法，其特征在于，所述充电控制步骤进一步包括：

逆变器输出采样监测，用于采样所述逆变器输出点的电压信号U和电流信号I；

获取相位差，用于获取采样的电压信号U和电流信号I的相位差的绝对值；

调节工作频率，用于当所述相位差的绝对值不为0时，通过控制算法调节逆变驱动信号的工作频率F，直至所述相位差的绝对值为0。

4.基于调压控制的无线充电系统，采用如权利要求1-3任一项所述的无线充电方法，所述无线充电系统包括：

发射端，用于将电网接入的交流电经整流滤波、DC/DC变换并经逆变之后产生的高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场；

接收端，用于通过接收线圈利用磁场耦合作用从所述发射线圈产生的交变电磁场中拾取能量，经一高频变压器进行升压或降压变换后并经整流、滤波转换成直流电供给负载，高频变压器的初级阻抗与发射端的阻抗相匹配，次级阻抗与负载的阻抗匹配；

其中，所述接收端包括一充电采样电路，用于采集供给负载的采样充电电压V1或采样充电电流I1，并经无线通信发送至发射端；

所述发射端包括一充电控制电路，用于根据采样充电电压V1或采样充电电流I1通过调压控制的方式进行无线充电控制。

5.如权利要求4所述的基于调压控制的无线充电系统，其特征在于，所述发射端包括：电性串接的整流滤波电路、DC/DC变换电路、逆变器、发射线圈，及一与所述充电控制电路电性连接的无线通信接收模块。

6.如权利要求5所述的基于调压控制的无线充电系统，其特征在于，所述充电控制电路进一步包括：发射端MCU及电性连接所述发射端MCU的DC/DC驱动电路、逆变驱动电路，DC/DC驱动电路电性连接所述DC/DC变换电路，逆变驱动电路电性连接所述逆变器。