[发明专利]一种无线充电控制方法及无线充电系统

说明书

本发明提出一种无线充电控制方法及无线充电系统，所述控制方法包括无线发射步骤、无线接收步骤及充电控制步骤，通过一发射端将电网接入的交流电经整流滤波并经逆变环节产生高频交流电激励发射线圈产生交变电磁场，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，并经高频变压器升压或降压后，再经整流和滤波转换成直流电供给负载。发射端通过双滞回区间与频率调节和占空比或移相调节相结合的策略进行无线充电控制，其中，所述双滞回区间包括频率调节对应的滞回区间和占空比或移相调节对应的滞回区间。采用上述方案的无线充电控制方法及无线充电系统实现了对无线充电过程的稳定功率控制，提高了无线充电系统输出功率的控制精度。

技术领域

本发明属于无线充电领域，尤其涉及一种无线充电控制方法及无线充电系统。

背景技术

目前，随着技术的不断成熟，移动机器人已经广泛地应用在各行各业中，用以代替原来人工进行的工作。但是，移动机器人的充电问题一直是一个影响其效能的关键制约因素之一。以制造业广泛使用的AGV等移动机器人为例，如果采用插电式充电方式，需要有人定期维护，降低了机器人系统的自动化程度。

对于移动机器人的自主充电，传统的方式采用电极接触的方式，这种方式存在电火花、容易漏电伤人、电极氧化等等诸多的缺点。为此，采用无线充电技术实现机器人的在线自主充电是一个理想的选择。无线充电技术具有非接触、不用插拔、没有电火花、安全便利等优点。

无线电能传输系统是接收端和发射端分离式结构，为实现负载侧的恒压输出或恒流输出闭环控制，接收端采样的充电电压信号或充电电流信号，通过无线通信模块，传给发射端的MCU,发射端的MCU通过调整驱动信号来控制整个充电过程。目前的无线电能传输系统一般采用单一频率调节输出增益的方式，这种方式的优点是调节范围比较宽，控制方法简单，可以获得较快的动态响应速度，但是其缺点是越靠近谐振点的区域，调节的增益变化比较陡，很小的频率变化，就会造成较大的输出电流的波动。若采用单一占空比控制，也存在调节范围比较窄，输出响应速度也比较慢的问题。

发明内容

为解决上述的技术问题，提出一种无线充电控制方法及系统，采用通过双滞回区间与频率调节和调占空比或移相调节相结合的策略进行无线充电控制，保证输出平稳，提高输出的精度控制。

一方面，本发明公开了一种无线充电控制方法，包括如下步骤：

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并经逆变环节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，并经高频变压器降压后，再经整流和滤波转换成直流电供给负载；

充电控制步骤，用于在发射端通过双滞回区间与频率调节和占空比或移相调节相结合的策略进行无线充电控制，其中，所述双滞回区间包括频率调节对应的滞回区间和占空比对应的滞回区间。

优选的，所述无线接收步骤进一步包括：采样反馈步骤，用于采样传递至负载的充电电流或充电电压，并经接收端MCU无线通信发送至发射端MCU。

优选的，所述充电控制步骤进一步包括：

频率调节控制步骤，用于无线充电系统在负载突变的环节时，采用频率调节对应的滞回区间结合频率调节控制方式进行无线充电控制；

占空比或移相调节控制步骤，用于无线充电系统负载的充电电流或充电电压在设定的频率调节对应的滞回区间内时，采用占空比或移相调节对应的电流滞回区间结合占空比或移相调节控制方式进行无线充电控制。

优选的，所述充电控制步骤还包括：

获取预设充电电流A和充电电流I，并计算采样得到的充电电流I与预设充电电流A的差值△I的步骤，其中，△I＝I﹣A；