[发明专利]一种基于位置调控的近场无线充电、最大功率跟踪控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于位置调控的近场无线充电、最大功率跟踪控制系统及方法，属于无线电能传输技术领域，旨在解决现有技术中利用无线充电设备谐振器之间耦合程度靠人为控制，人为控制效率低精度差的问题，本申请将能量传输模块和信息处理及控制模块结合，通过信息处理及控制模块的位置信息单元、信号处理单元、电信号单元以及中央处理单元协同工作，能够基于近场无线充电本身电学信号处理反映能量传输水平，通过最大功率跟踪以及位置寻优策略实现自动位置调控，实现能量最大传输的目的。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，具体涉及一种基于位置调控的近场无线充电、最大功率跟踪控制系统及方法。

背景技术

当前无线充电技术的应用主要分为近场应用、中场应用以及远场应用。其中最为广泛的近场应用主要集中在小功率智能化移动电子设备无线充电以及中、大功率电动汽车无线充电。无线电能传输系统发射线圈和接收线圈的耦合程度极大的影响了能量传输的功率以及效率。目前利用无线充电的设备谐振器之间耦合程度的调整控制基本上靠人为控制，并且没有非常准确、有效以及可靠地判断。由此造成的能源资源的浪费、工作效率低下、电磁辐射安全等问题需要进一步解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于位置调控的近场无线充电、最大功率跟踪控制系统及方法，旨在解决现有技术中利用无线充电的设备谐振器之间耦合程度的调整控制基本上靠人为控制，没有准确、有效以及可靠地判断，造成的能源资源的浪费的缺陷性技术问题。

本发明提供一种基于位置调控的近场无线充电、最大功率跟踪控制系统，包括能量传输模块和信息处理及控制模块；所述能量传输模块包括能量发射装置、能量补偿单元和能量接收单元，所述信息处理及控制模块包括位置单元、信号处理单元、中央处理单元和电信号单元；

所述能量发射装置能够将能量补偿单元获得的电能转化为磁场能量发射到能量接收单元；

所述位置单元用于采集信号发射装置的位置信息，并采用信号处理单元对位置信息进行调控；电信号单元用于处理能量接收端的电学信号，并将电学信号进行处理传给中央处理单元；信号处理单元用于处理位置单元的位置信息，并将处理后的位置信息传输给中央处理单元，中央处理单元用于整合信号处理单元和电信号单元的电学信号，并将电学信号的处理结果传输给信号处理单元。

优选地，所述能量补偿单元包括电源、整流电路I和补偿网络I；所述能量接收单元包括能量接收装置、补偿网络II、整流电路II和负载；

电源，用于为整流电路I提供能量来源；

整流电路I，能够将电能转换为需要的大小和频率；

补偿网络I，能够补偿整流电路I当中的感性分量；

能量发射装置，能够将电能转换为磁场能量，并将磁场能量发射出去；

能量接收装置，能够接收能量发射装置发射的磁场能量，并将磁场能量转化成为电能；

补偿网络II，能够进行接收侧网络补偿；

整流电路II，用于调整电能的类型、大小和频率；

负载，用于实现电能的使用。

优选地，所述位置单元包括位置信号采集部分和位置控制驱动部分；信号处理单元包括位置信号处理部分和位置信息控制部分；电信号单元包括电学信号采集部分和信号计算处理部分；中央处理单元包括信号整合部分和信号处理部分；

位置单元的位置信号采集部分用于采集能量发射装置的位置信息，并将位置信息传输到信号处理单元中的位置信号处理部分；位置单元的位置控制驱动部分用于接收信号处理单元中位置信息控制部分的控制信号，对能量发射装置进行位置调控。