無線電能傳輸系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種無線電能傳輸系統(tǒng)，其包括：外部供電電源模塊，用于將交流電轉換為直流電；無線電能發(fā)射模塊，所述無線電能發(fā)射模塊與所述外部供電電源模塊相連，所述無線電能發(fā)射模塊包括發(fā)射諧振單元和電磁感應加熱單元，所述發(fā)射諧振單元用于發(fā)射電磁波；控制模塊，所述控制模塊分別與所述無線電能發(fā)射模塊和所述外部供電電源模塊相連，用于輸出控制信號以控制所述發(fā)射諧振單元進行發(fā)射所述電磁波，并控制所述電磁感應加熱單元進行加熱工作。該無線電能傳輸系統(tǒng)能夠為相應的負載無線供電，并且自身也可以實現(xiàn)電磁感應加熱，可以拓展電磁爐產品的功能，給人們的生活帶來便利。本發(fā)明還公開了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法。
【專利說明】無線電能傳輸系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁波無線供電【技術領域】，特別涉及一種無線電能傳輸系統(tǒng)以及一種 無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有技術中，采用電磁感應原理進行無線供電是比較成熟的技術，尤其是在現(xiàn)有 的電磁爐產品中日益普及。其中，為了減少電池組和充電器的使用，逐漸發(fā)展使用感應式供 電裝置來對感應式電器裝置供電。也就是說，利用電磁感應的方式來產生電力，使放置于感 應式供電裝置上的感應式電器裝置得以受電運行。
[0003] 目前常用的是一種外接電源的感應充電板的方式，將待充電電器放置在感應充電 板上進行充電，但是這種方式需要另外購置與負載電器規(guī)格相匹配的各種充電板，使用起 來非常不便。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。
[0005] 為此，本發(fā)明需要提出一種無線電能傳輸系統(tǒng)，能夠為相應的負載無線供電，并且 自身也可以實現(xiàn)電磁感應加熱，拓寬了電磁爐產品的功能，給人們的生活帶來便利。
[0006] 此外，本發(fā)明還提出了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明的一方面實施例提出的無線電能傳輸系統(tǒng)，包括：外部供 電電源模塊，用于將交流電轉換為直流電；無線電能發(fā)射模塊，所述無線電能發(fā)射模塊與 所述外部供電電源模塊相連，所述無線電能發(fā)射模塊包括發(fā)射諧振單元和電磁感應加熱單 元，所述發(fā)射諧振單元用于發(fā)射電磁波；控制模塊，所述控制模塊分別與所述無線電能發(fā)射 模塊和所述外部供電電源模塊相連，用于輸出控制信號以控制所述發(fā)射諧振單元進行發(fā)射 所述電磁波，并控制所述電磁感應加熱單元進行加熱工作。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)，能夠選擇為相應的負載進行無線供電， 不再需要另外購置與負載電器規(guī)格相匹配的各種充電板，同時，自身也可以實現(xiàn)電磁感應 加熱，從而可以拓展電磁爐產品的功能，給人們的生活帶來方便。
[0009] 其中，所述無線電能傳輸系統(tǒng)包括至少一個負載模塊，所述至少一個負載模塊中 的每個負載模塊包括無線電能接收子模塊，所述無線電能接收子模塊與所述無線電能發(fā)射 模塊相匹配且相互獨立設置，所述無線電能接收子模塊包括接收諧振單元，所述接收諧振 單元用于接收所述發(fā)射諧振單元發(fā)射的所述電磁波，所述無線電能接收子模塊將所述電磁 波轉化為電能以為所述負載模塊供電。
[0010] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制模塊包括：控制單元，所述控制單元與所述外 部供電電源模塊相連，用于輸出控制信號；驅動單元，所述驅動單元與所述控制單元相連， 用于根據(jù)所述控制信號生成驅動信號；開關單元，所述開關單元分別與所述驅動單元和所 述發(fā)射諧振單元相連，所述開關單元根據(jù)所述驅動信號控制所述發(fā)射諧振單元。
[0011] 其中，所述開關單元可以為IGBT、M0SFET、IEGT、GTR中的一種或多種的組合。
[0012] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制模塊還包括顯示單元，所述顯示單元與所述 控制單元相連。
[0013] 進一步地，所述發(fā)射諧振單元包括至少一個諧振子單元。并且，在所述諧振子單元 為多個時，多個所述諧振子單元相互串聯(lián)連接或相互并聯(lián)連接。
[0014] 具體地，所述至少一個諧振子單元包括串聯(lián)或并聯(lián)連接的發(fā)射線圈和發(fā)射諧振電 容。
[0015] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述的無線電能傳輸系統(tǒng)還包括：第一檢測模塊，所述 第一檢測模塊與所述控制模塊相連，用于對所述接收諧振單元進行檢測以在檢測到所述接 收諧振單元之后生成觸發(fā)信號，并將所述觸發(fā)信號發(fā)送至所述控制模塊以使所述控制模塊 控制所述無線電能發(fā)射模塊開啟。
[0016] 在本發(fā)明的另一個實施例中，所述的無線電能傳輸系統(tǒng)還包括：第二檢測模塊，所 述第二檢測模塊與所述至少一個負載模塊相連，用于檢測所述至少一個負載模塊的工作狀 態(tài)以生成工作狀態(tài)信息；第一無線通信模塊，所述第一無線通信模塊與所述第二檢測模塊 相連，用于將所述工作狀態(tài)信息轉化為無線信號并發(fā)送；第二無線通信模塊，所述第二無線 通信模塊與所述控制模塊相連，用于接收所述無線信號并生成所述工作狀態(tài)信息，以及將 所述工作狀態(tài)信息發(fā)送至所述控制模塊。
[0017] 并且，所述控制模塊根據(jù)所述工作狀態(tài)信息調整所述控制信號的占空比。
[0018] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述無線電能接收子模塊還包括與所述接收諧振單元 相連的整流穩(wěn)壓單元。
[0019] 此外，本發(fā)明另一方面的實施例還提出了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法，包 括如下步驟：
[0020] S1，所述外部供電電源模塊將市電交流電轉換為直流電，并且所述控制模塊控制 將所述直流電轉換為高頻變化的交流電；
[0021] S2,選擇所述無線電能傳輸系統(tǒng)的工作模式，其中，所述工作模式包括電磁感應加 熱模式和無線供電模式；
[0022] S3,在所述電磁感應加熱模式下，所述高頻變化的交流電為所述電磁感應加熱單 元供電，所述電磁感應加熱單元進行加熱工作；
[0023] S4,在所述無線供電模式下，所述無線電能發(fā)射模塊將所述高頻變化的交流電轉 換為電磁波并進行發(fā)射。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法，能夠選擇進入相應的工作模 式，在無線供電模式下為相應的負載進行無線供電，不再需要另外購置與負載電器規(guī)格相 匹配的各種充電板，同時，在電磁感應加熱模式下自身也可以實現(xiàn)電磁感應加熱，從而可以 拓展電磁爐產品的功能，給人們的生活帶來方便。
[0025] 在本發(fā)明的一個實施例中，在步驟S4之后，所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法 還包括：S5,所述無線電能接收子模塊接收所述無線電能發(fā)射模塊發(fā)射的所述電磁波，并且 所述無線電能接收子模塊將所述電磁波轉化為電能以為負載模塊供電，其中，所述無線電 能接收子模塊與所述無線電能發(fā)射模塊相匹配且相互獨立設置。
[0026] 進一步地，在在步驟S5之后，所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法還包括：S6,所 述第二檢測模塊檢測負載模塊的工作狀態(tài)生成工作狀態(tài)信息；S7,所述第一無線通信模塊 將所述工作狀態(tài)信息轉變?yōu)闊o線信號并發(fā)送；S8,所述第二無線通信模塊接收所述無線信 號信息，并生成所述工作狀態(tài)信息，將該工作狀態(tài)信息發(fā)送至所述控制模塊；S9,所述控制 模塊根據(jù)所述工作狀態(tài)信息調整控制信號的占空比。
[0027] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 ：
[0029] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的方框示意圖；
[0030] 圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的結構示意圖；
[0031] 圖3為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的結構示意圖；
[0032] 圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)中電磁加熱裝置的原理方框 圖；
[0033] 圖5A和圖5B為諧振子單元的連接電路圖；
[0034] 圖6A和圖6B為發(fā)射諧振單元的連接電路圖；以及
[0035] 圖7為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法流程圖；
[0036] 圖8為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法流程圖；
[0037] 圖9為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法流程圖。
[0038] 附圖標記：
[0039] 外部供電電源模塊10、無線電能發(fā)射模塊20、控制模塊30和至少一個負載模塊 40,交流電源201和整流濾波單元202,發(fā)射諧振單元21、電磁感應加熱單元22、無線電能 接收子模塊41、接收諧振單元42,控制單元31、驅動單元32和開關單元33、顯示單元34， 第一檢測模塊50,第二檢測模塊60、第一無線通信模塊70和第二無線通信模塊80,負載電 路43,整流穩(wěn)壓單元44,電磁加熱裝置100,整流單元401和濾波單元402,扼流圈L0和第 一電容C0,發(fā)射線圈LI、L2和發(fā)射諧振電容Cl、C2。
【具體實施方式】
[0040] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0041] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結構。為了簡 化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或字母。這種重 復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此 夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到 其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 "上"的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0042] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術語"安裝"、"相連"、 "連接"應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可 以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術語的具體含義。
[0043] 參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實施例的這些和其他方面。在這些描述 和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本發(fā)明的實施 例的原理的一些方式，但是應當理解，本發(fā)明的實施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的 實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內涵范圍內的所有變化、修改和等同物。
[0044] 下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的無線電能傳輸系統(tǒng)。
[0045] 如圖1所示，該無線電能傳輸系統(tǒng)包括外部供電電源模塊10、無線電能發(fā)射模塊 20、控制模塊30。
[0046] 其中，外部供電電源模塊10用于將交流電轉換為直流電。也就是說，如圖2所示， 外部供電電源模塊10為有線電源模塊，包括交流電源201和整流濾波單元202,即言，交流 電源201通過整流濾波單元202整流濾波后，轉換為直流電進行輸出。有線電源模塊以有 線的方式與外部市電建立連接，為該無線電能傳輸系統(tǒng)提供電壓。
[0047] 如圖1所示，無線電能發(fā)射模塊20與外部供電電源模塊10相連，無線電能發(fā)射模 塊20包括發(fā)射諧振單元21和電磁感應加熱單元22,并且發(fā)射諧振單元21用于發(fā)射電磁 波。控制模塊30分別與無線電能發(fā)射模塊20和外部供電電源模塊10相連，用于輸出控制 信號以控制發(fā)射諧振單元21進行發(fā)射電磁波，并控制電磁感應加熱單元22進行加熱工作。
[0048] 也就是說，本發(fā)明實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)通過發(fā)射諧振單元21進行發(fā)射電 磁波，具有無線供電的功能。同時，還能夠通過電磁感應加熱單元22進行加熱工作。
[0049] 在本發(fā)明的一個實施例中，如圖1所示，上述無線電能傳輸系統(tǒng)還包括至少一個 負載模塊40。至少一個負載模塊40中的每個負載模塊均可以包括無線電能接收子模塊41， 并且無線電能接收子模塊41與無線電能發(fā)射模塊20相匹配且相互獨立無連接設置。其中， 無線電能接收子模塊41包括接收諧振單元42,接收諧振單元42用于接收發(fā)射諧振單元21 發(fā)射的電磁波，并且無線電能接收子模塊41將電磁波轉化為電能以為負載模塊40供電。
[0050] 也就是說，在本發(fā)明的實施例中，無線電能接收子模塊41設置在所需無線供電的 電器例如電攪拌裝置中，每個無線電能接收子模塊41與無線電能發(fā)射模塊20位置相互匹 配靠近時，二者發(fā)生電磁感應，在無線電能接收子模塊41中產生感應電流，從而為電加熱 裝置中的負載電路供電，并且無線電能發(fā)射模塊20與無線電能接收子模塊41相互獨立無 連接設置。
[0051] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2和圖3所示，控制模塊30包括控制單 元31、驅動單元32和開關單元33。其中，控制單元31與外部供電電源模塊10相連，用于 輸出控制信號。驅動單元32與控制單元31相連，用于根據(jù)控制信號生成驅動信號，而開關 單元33分別與驅動單元32和發(fā)射諧振單元21相連，開關單元33根據(jù)驅動單元32輸出的 驅動信號控制發(fā)射諧振單元21。在本發(fā)明的一個示例中，控制單元31可以為MCU (Micro Controller Unit,微控制單元）。
[0052] 其中，開關單兀 33 為 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極 型晶體管）、MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬-氧化 層-半導體-場效晶體管)、IEGT (Injection Enhanced Gate Transistor，電子注入增強 柵晶體管)、GTR (Giant Transistor,電力晶體管)中的一種或多種的組合。也就是說，開關 單元33可以由η (η彡1)個功率半導體器件構成，功率半導體器件可以是IGBT、M0SFET、 IEGT、GTR或者其串并聯(lián)組合形成的功率模塊。
[0053] 優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個實施例中，當開關單元33為IGBT時，因為IGBT是復合全 控型電壓驅動式功率半導體器件，因此兼有高輸入阻抗和低導通壓降兩方面的優(yōu)點?？刂?單元31輸出控制信號至驅動單元32,驅動單元32根據(jù)控制信號生成驅動信號，然后通過 IGBT控制發(fā)射諧振單元21工作。
[0054] 在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2和圖3所示，控制模塊30還包括顯示單元34,顯 示單元34與控制單元31相連，并且顯示單元用于人機交互控制。
[0055] 在本發(fā)明的一個實施例中，發(fā)射諧振單元21包括至少一個諧振子單元（圖中未示 出）。并且，在諧振子單元為多個時，多個諧振子單元可以是相互串聯(lián)連接，或者是相互并聯(lián) 連接的。具體地，至少一個諧振子單元包括串聯(lián)或并聯(lián)連接的發(fā)射線圈和發(fā)射諧振電容。
[0056] 具體地，諧振子單元的連接電路如圖5A和圖5B所示，諧振子單元可以是由一個發(fā) 射線圈L1與一個發(fā)射諧振電容C1并聯(lián)組成，如圖5A所示?；蛘撸C振子單元可以是由一 個發(fā)射線圈L1與兩個發(fā)射諧振電容Cl、C2并聯(lián)組成，如圖5B所示。
[0057] 如圖6A所示，發(fā)射諧振單元21可以為多個諧振子單元串聯(lián)組成。如圖6B所示， 發(fā)射諧振單元21可以為多個諧振子單元并聯(lián)組成。
[0058] 同樣地，在本發(fā)明的實施例中，接收諧振單元42也可以包括多個相互串聯(lián)或相互 并聯(lián)連接的接收諧振子單元，并且接收諧振子單元同樣也可以包括串聯(lián)或并聯(lián)連接的接收 線圈和接收儲能電容。
[0059] 當然，在本發(fā)明的一個示例中，不管是發(fā)射諧振單元21還是接收諧振單元42,還 可以是一個電感和多個電容并聯(lián)形成的振蕩電路。并且，該無線電能傳輸系統(tǒng)也可以設置 多個發(fā)射諧振單元21，可以同時為多個電器供電。
[0060] 在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，該無線電能傳輸系統(tǒng)還包括第一檢測模 塊50。其中，第一檢測模塊50與控制模塊30相連，用于對接收諧振單元42進行檢測以在 檢測到接收諧振單元42之后生成觸發(fā)信號，并將觸發(fā)信號發(fā)送至控制模塊30以使控制模 塊30控制無線電能發(fā)射模塊20開啟。例如，第一檢測模塊50可以是負載檢測模塊，該負 載檢測模塊設置在無線電能發(fā)射模塊20 -端，與MCU直接電連接，向MCU發(fā)送狀態(tài)信息。 其中，該負載檢測模塊可以是一個小功率的諧振線圈，用于感知接收諧振單元42的狀態(tài)信 息。并且，該諧振線圈持續(xù)向外發(fā)送電磁波，用于檢測接收諧振單元42是否存在，若存在合 適的接收諧振單元42時，則向MCU發(fā)出觸發(fā)信號，MCU啟動并控制發(fā)送諧振單元21開始工 作。
[0061] 在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖3所示，該無線電能傳輸系統(tǒng)還包括第二檢測 模塊60、第一無線通信模塊70和第二無線通信模塊80。其中，第二檢測模塊60與至少一 個負載模塊40相連，用于檢測至少一個負載模塊40的工作狀態(tài)以生成工作狀態(tài)信息。第 一無線通信模塊70與第二檢測模塊60相連，用于將工作狀態(tài)信息轉化為無線信號并進行 發(fā)送。第二無線通信模塊80與控制模塊30相連，并且第二無線通信模塊80與第一無線通 信模塊70之間相互進行無線通信，第二無線通信模塊80用于接收無線信號并生成工作狀 態(tài)信息，以及將工作狀態(tài)信息發(fā)送至控制模塊30。
[0062] 其中，工作狀態(tài)信息可以包括接收諧振單元42是否存在、接收諧振單元42的位置 是否放置正確、接收諧振單元42的功率以及工作異常情況等信息。若以上信息均無誤，則 向控制模塊30發(fā)出供電信號，控制無線電能發(fā)射模塊20正常工作，否則無線電能發(fā)射模塊 20不工作。
[0063] 在本發(fā)明的一個實施例中，控制模塊30根據(jù)工作狀態(tài)信息調整控制信號的占空 t匕。即言，控制模塊30中的控制單元31根據(jù)至少一個負載模塊40的工作狀態(tài)信息控制發(fā) 射諧振單兀21的輸出功率。
[0064] 也就是說，在本實施例中，第二檢測模塊60用于檢測至少一個負載模塊40中負載 電路43的工作狀態(tài)以及檢測該負載電路43啟動時所需的電力，該負載信息通過第一無線 通信模塊70以無線通信方式發(fā)送給第二無線通信模塊80,第二無線通信模塊80將其發(fā)送 至控制模塊30中的控制單元31，控制單元31進而控制驅動單元32,調節(jié)發(fā)射諧振單元21 輸出與負載電路43相適配的功率。
[0065] 在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2和圖3所示，無線電能接收子模塊41還包括與 接收諧振單元42相連的整流穩(wěn)壓單元44。該整流穩(wěn)壓單元44接入負載電路43,為負載電 路43供電。
[0066] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖4所示，外部供電電源模塊10、無線電能 發(fā)射模塊20和控制模塊30,并且無線電能發(fā)射模塊20包括電磁感應加熱單元22 (圖中未 示出），當選擇電磁感應加熱模式時，構成電磁加熱裝置100。該電磁加熱裝置100的原理如 下：
[0067] 交流電源201經整流濾波單元202中的整流單元401整流后，轉換為直流電，直流 電通過整流濾波單元202中的濾波單元402進行平滑濾波，即通過扼流圈L0和電容C0的 平滑濾波后，將相對平穩(wěn)的直流電供向無線電能發(fā)射模塊20中的電磁感應加熱單元22,其 中，發(fā)射諧振單元21中的發(fā)射線圈L2和發(fā)射諧振電容C2組成L2、C2振蕩回路，從而在發(fā) 射線圈L2上產生交變磁場。
[0068] 在本實施例中，開關單元33采用IGBT，IGBT有三個電極，分別稱為柵極G、集電 極C及發(fā)射極E。當IGBT的C極電壓為0V時，IGBT導通，此時的發(fā)射線圈L2進行儲能， 當IGBT由導通到截止時，此時由于發(fā)射線圈L2的作用，電流還會沿著先前的方向流動，由 于IGBT關斷，發(fā)射線圈L2只能對發(fā)射諧振電容C2充電，從而引起C極電壓升高，隨充電電 流變小直至為零時，C極電壓最高。從這個時候開始，發(fā)射諧振電容C2開始經發(fā)射線圈L2 放電，此時C極電壓變低，當C極電壓降低到0V時，控制單元31就會檢測到這個數(shù)值，此時 IGBT再次打開，從而形成振蕩。
[0069] 在本實施例中，發(fā)射線圈L2與發(fā)射諧振電容C2構成發(fā)射諧振單元21，形成高頻變 化的磁場，當有接收諧振單元42與其靠近時，由于電磁感應作用，會在接收諧振單元42中 產生電流，從而為至少一個負載模塊40中的負載電路43供電。
[0070] 本發(fā)明實施例中的電磁感應加熱裝置100,可以應用到為電磁爐、電磁灶等家用電 器，使之作為一個無線供電器，為負載模塊例如廚房電器中的豆?jié){機、攪拌機等電器供電， 從而拓展了電磁爐產品的功能，使之變?yōu)橐粋€可無線供電的家庭電源平臺。
[0071] 根據(jù)本發(fā)明實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)，能夠選擇為相應的負載模塊進行無線供 電，不再需要另外購置與負載電器規(guī)格相匹配的各種充電板，同時，自身也可以實現(xiàn)電磁感 應加熱，從而可以拓展電磁爐產品的功能，給人們的生活帶來方便。
[0072] 圖7為本發(fā)明一個實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法的流程圖。
[0073] 如圖7所示，該無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟：
[0074] S1，外部供電電源模塊將市電交流電轉換為直流電，并且控制模塊控制將直流電 轉換為高頻變化的交流電。
[0075] S2,選擇無線電能傳輸系統(tǒng)的工作模式，其中，工作模式包括電磁感應加熱模式和 無線供電模式。
[0076] S3,在電磁感應加熱模式下，高頻變化的交流電為電磁感應加熱單元供電，電磁感 應加熱單元進行加熱工作。
[0077] S4,在無線供電模式下，無線電能發(fā)射模塊將高頻變化的交流電轉換為電磁波并 進行發(fā)射。
[0078] 在該實施例中，無線電能傳輸系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇的工作模式，持續(xù)性的向外發(fā)射 電磁波，負載模塊可以放置在靠近無線電能發(fā)射模塊的位置，便能接收到電磁波為負載電 路供電。但是這種方式較為簡單，對負載電路沒有檢測，持續(xù)性的發(fā)送電磁波，不利于節(jié)能。
[0079] 其中，如圖8所示，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，增加一個觸發(fā)步驟，在無線供 電模式下，上述步驟S4包括：
[0080] S41，所述第一檢測模塊檢測所述接收諧振單元，并且在步驟S410中，判斷是否存 在\匹配所述接收諧振單元。如果是，進入步驟S411，即檢測到接收諧振單元時，第一檢測 模塊生成觸發(fā)信號并發(fā)送至所述控制模塊，然后進入下一步驟S42 ;如果否，返回步驟S41， 繼續(xù)檢測。
[0081] S42,所述控制模塊接收到觸發(fā)信號，開啟所述無線電能發(fā)射模塊；
[0082] S43,所述無線電能發(fā)射模塊將所述高頻變化的交流電轉換為電磁波并進行發(fā)射。
[0083] 在該實施例中，有第一檢測模塊對接收諧振單元進行檢測，這個過程可使無線電 能傳輸系統(tǒng)減少浪費電能。
[0084] 并且，在本發(fā)明的一個實施例中，在步驟S4之后，該無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方 法還包括如下步驟：
[0085] S5,無線電能接收子模塊接收無線電能發(fā)射模塊發(fā)射的電磁波，并且無線電能接 收子模塊將電磁波轉化為電能以為負載模塊供電，其中，無線電能接收子模塊與無線電能 發(fā)射模塊相匹配且相互獨立設置。
[0086] 如圖9所示，在本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施例中，無線電能傳輸系統(tǒng)包括第一無線 通信模塊和第二無線通信模塊以及第一檢測模塊和第二檢測模塊，對負載狀態(tài)的檢測進行 即時通訊和反饋，也即在步驟S5之后還包括：
[0087] S6,第二檢測模塊檢測負載模塊的工作狀態(tài)生成工作狀態(tài)信息；
[0088] S7,第一無線通信模塊將所述工作狀態(tài)信息轉變?yōu)闊o線信號并發(fā)送；
[0089] S8,第二無線通信模塊接收所述無線信號信息，并生成所述工作狀態(tài)信息，將該工 作狀態(tài)信息發(fā)送至所述控制模塊；
[0090] S9,所述控制模塊根據(jù)所述工作狀態(tài)信息調整控制信號的占空比。
[0091] 根據(jù)本發(fā)明實施例的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法，能夠選擇進入相應的工作模 式，在無線供電模式下為相應的負載進行無線供電，不再需要另外購置與負載電器規(guī)格相 匹配的各種充電板，同時，在電磁感應加熱模式下自身也可以實現(xiàn)電磁感應加熱，從而可以 拓展電磁爐產品的功能，給人們的生活帶來方便。
[0092] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[〇〇93] 盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1. 一種無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括： 外部供電電源模塊，用于將交流電轉換為直流電； 無線電能發(fā)射模塊，所述無線電能發(fā)射模塊與所述外部供電電源模塊相連，所述無線 電能發(fā)射模塊包括發(fā)射諧振單元和電磁感應加熱單元，所述發(fā)射諧振單元用于發(fā)射電磁 波； 控制模塊，所述控制模塊分別與所述無線電能發(fā)射模塊和所述外部供電電源模塊相 連，用于輸出控制信號以控制所述發(fā)射諧振單元進行發(fā)射所述電磁波，并控制所述電磁感 應加熱單元進行加熱工作。
2. 如權利要求1所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括： 控制單元，所述控制單元與所述外部供電電源模塊相連，用于輸出控制信號； 驅動單元，所述驅動單元與所述控制單元相連，用于根據(jù)所述控制信號生成驅動信 號； 開關單元，所述開關單元分別與所述驅動單元和所述發(fā)射諧振單元相連，所述開關單 元根據(jù)所述驅動信號控制所述發(fā)射諧振單元。
3. 如權利要求1所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述無線電能傳輸系統(tǒng)包括 至少一個負載模塊，所述至少一個負載模塊中的每個負載模塊包括無線電能接收子模塊， 所述無線電能接收子模塊與所述無線電能發(fā)射模塊相匹配且相互獨立設置，所述無線電能 接收子模塊包括接收諧振單元，所述接收諧振單元用于接收所述發(fā)射諧振單元發(fā)射的所述 電磁波，所述無線電能接收子模塊將所述電磁波轉化為電能以為所述負載模塊供電。
4. 如權利要求2所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述開關單元為IGBT、 MOSFET、IEGT、GTR中的一種或多種的組合。
5. 如權利要求2所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還包括顯示單 元，所述顯示單元與所述控制單元相連。
6. 如權利要求1所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射諧振單元及電磁感 應加熱單元分別包括至少一個諧振子單元。
7. 如權利要求6所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述諧振子單元為多個，多個 所述諧振子單元相互串聯(lián)連接或相互并聯(lián)連接。
8. 如權利要求6所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個諧振子單元包 括串聯(lián)或并聯(lián)連接的發(fā)射線圈和發(fā)射諧振電容。
9. 如權利要求3所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 第一檢測模塊，所述第一檢測模塊與所述控制模塊相連，用于對所述接收諧振單元進 行檢測以在檢測到所述接收諧振單元之后生成觸發(fā)信號，并將所述觸發(fā)信號發(fā)送至所述控 制模塊以使所述控制模塊控制所述無線電能發(fā)射模塊開啟。
10. 如權利要求3所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 第二檢測模塊，所述第二檢測模塊與所述至少一個負載模塊相連，用于檢測所述至少 一個負載模塊的工作狀態(tài)以生成工作狀態(tài)信息； 第一無線通信模塊，所述第一無線通信模塊與所述第二檢測模塊相連，用于將所述工 作狀態(tài)信息轉變?yōu)闊o線信號并發(fā)送； 第二無線通信模塊，所述第二無線通信模塊與所述控制模塊相連，用于接收所述無線 信號并生成所述工作狀態(tài)信息，以及將所述工作狀態(tài)信息發(fā)送至所述控制模塊。
11. 如權利要求10所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊根據(jù)所述工 作狀態(tài)信息調整所述控制信號的占空比。
12. 如權利要求3所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述無線電能接收子模塊還 包括與所述接收諧振單元相連的整流穩(wěn)壓單元。
13. -種如權利要求1-12任一項所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法，其特征在于， 包括如下步驟： S1，所述外部供電電源模塊將市電交流電轉換為直流電，并且所述控制模塊控制將所 述直流電轉換為高頻變化的交流電； 52, 選擇所述無線電能傳輸系統(tǒng)的工作模式，其中，所述工作模式包括電磁感應加熱模 式和無線供電模式； 53, 在所述電磁感應加熱模式下，所述高頻變化的交流電為所述電磁感應加熱單元供 電，所述電磁感應加熱單元進行加熱工作； 54, 在所述無線供電模式下，所述無線電能發(fā)射模塊將所述高頻變化的交流電轉換為 電磁波并進行發(fā)射。
14. 如權利要求13所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟S4包 括： S41，所述第一檢測模塊檢測所述接收諧振單元是否存在，當檢測到接收諧振單元時， 生成觸發(fā)信號并發(fā)送至所述控制模塊； 542, 所述控制模塊接收到觸發(fā)信號，并開啟所述無線電能發(fā)射模塊； 543, 所述無線電能發(fā)射模塊將所述高頻變化的交流電轉換為電磁波并進行發(fā)射。
15. 如權利要求13所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在步驟S4之后， 還包括： 55, 所述無線電能接收子模塊接收所述無線電能發(fā)射模塊發(fā)射的所述電磁波，并且所 述無線電能接收子模塊將所述電磁波轉化為電能以為負載模塊供電，其中，所述無線電能 接收子模塊與所述無線電能發(fā)射模塊相匹配且相互獨立設置。
16. 如權利要求15所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在步驟S5之后， 還包括： 56, 所述第二檢測模塊檢測負載模塊的工作狀態(tài)生成工作狀態(tài)信息； 57, 所述第一無線通信模塊將所述工作狀態(tài)信息轉變?yōu)闊o線信號并發(fā)送； 58, 所述第二無線通信模塊接收所述無線信號信息，并生成所述工作狀態(tài)信息，將該工 作狀態(tài)信息發(fā)送至所述控制模塊； 59, 所述控制模塊根據(jù)所述工作狀態(tài)信息調整控制信號的占空比。
【文檔編號】H02J17/00GK104113143SQ201310139676
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權日:2013年4月19日
【發(fā)明者】毛宏建, 肖桂良, 林娜 申請人:美的集團股份有限公司, 佛山市順德區(qū)美的電熱電器制造有限公司