無線電能傳輸系統(tǒng)及其智能控制方法、智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無線電能傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無線電能傳輸系統(tǒng)及其智能控制方法、智能控制系統(tǒng)。一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法，包括：接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息；接收端將負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給發(fā)射端；發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率。本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述方法的無線電能傳輸系統(tǒng)和無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)。采用上述方法和系統(tǒng)使得無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端能夠根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作預(yù)先、主動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射端工作狀態(tài)、發(fā)射功率，保證了電能傳輸質(zhì)量及電力設(shè)備的安全。
【專利說明】無線電能傳輸系統(tǒng)及其智能控制方法、智能控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線電能傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種無線電能傳輸系統(tǒng)及其智能控 制方法、智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線電能傳輸技術(shù)，是一項(xiàng)通過電磁耦合以非接觸式方式向負(fù)載傳遞能量的新技 術(shù)，其工作原理如圖1所示。無線電能傳輸系統(tǒng)包括發(fā)射端(原邊）電路以及接收端(副邊） 電路兩大部分，發(fā)射端電路主要是完成電能的變換與發(fā)送，接收端電路主要是完成能量的 拾取與穩(wěn)壓。無線電能傳輸系統(tǒng)通過發(fā)射端的發(fā)射線圈中的高頻電流激發(fā)的高頻磁場(chǎng)在接 收端的接收線圈中引起電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓的模式完成能量的非接觸傳送。
[0003] 目前，無線電能傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)壓主要采用如下兩種方式：一種是在發(fā)射端監(jiān)控發(fā) 射線圈的電壓、電流來判斷負(fù)載的變化，中國專利-一種基于電場(chǎng)耦合的無線電能傳輸系 統(tǒng)，專利申請(qǐng)公布號(hào)：CN102882286A，公開了一個(gè)類似的技術(shù)，另一種是通過在發(fā)射端和接 收端之間建立反饋來傳遞負(fù)載變化的信號(hào)，中國專利-感應(yīng)耦合式無線電能傳輸裝置，中 國專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N200610104654,公開了一個(gè)類似的技術(shù)。第一種方式是利用接收端負(fù)載 變化時(shí)，會(huì)直接或間接引起發(fā)射端線圈電路、電壓的變化，發(fā)射端據(jù)此調(diào)節(jié)其工作頻率等參 數(shù)，來控制接收端工作在固定的電壓范圍內(nèi)，并控制系統(tǒng)的傳輸功率，但這種方式監(jiān)控不夠 準(zhǔn)確且容易誤判斷；第二種方式采用反饋來穩(wěn)壓，但由于反饋會(huì)有一定的滯后，不能及時(shí)對(duì) 無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)整，易造成接收端線圈電壓過高，導(dǎo)致接收端和負(fù)載 中的元器件燒壞。
[0004] 從上面的分析可知，目前的無線電能傳輸系統(tǒng)中，接收端只是單向地給負(fù)載提供 電源。當(dāng)負(fù)載大小發(fā)生變化時(shí)，接收端的功率也會(huì)變化，發(fā)射端會(huì)被動(dòng)地根據(jù)接收端的功率 變化進(jìn)行功率調(diào)整。但是，由于檢測(cè)、信息傳輸延時(shí)等影響，發(fā)射端往往會(huì)滯后一段時(shí)間才 進(jìn)行功率的調(diào)整，給負(fù)載工作帶來隱患，尤其是負(fù)載變小時(shí)，接收端的功率也變小，但是發(fā) 射端在較短時(shí)間內(nèi)仍會(huì)維持原功率發(fā)射能量，這樣會(huì)導(dǎo)致接收端線圈電壓變高，損壞元器 件（電壓過沖情況如圖2所示)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作預(yù)先、主 動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射端工作狀態(tài)的無線電能傳輸系統(tǒng)及其智能控制方法、智能控制系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007] -種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法，包括：無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收 負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息；無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將負(fù)載的當(dāng) 前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端；無線電能傳輸系統(tǒng) 的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信 息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率。
[0008] 其中，無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信 息，還包括：發(fā)射端根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息顯示負(fù)載的工作狀態(tài)。
[0009] 其中，無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信 息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率，包括：如果通過 當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載，則將電源發(fā)射功率調(diào)整為零；如果通過當(dāng)前 運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出負(fù)載為合法負(fù)載且功率即將變大，則提高電源發(fā)射 功率；如果通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出負(fù)載為合法負(fù)載且功率即將變 小，則降低電源發(fā)射功率。
[0010] 通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載，包括：在無線電能傳輸系統(tǒng)的 發(fā)射端預(yù)先存儲(chǔ)合法負(fù)載數(shù)據(jù)庫，通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息提取出負(fù)載數(shù)據(jù)，如果合法負(fù)載 數(shù)據(jù)庫中沒有該負(fù)載數(shù)據(jù)，則判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載。
[0011] 合法負(fù)載種類一般情況包括豆?jié){機(jī)、電鉆、電冰箱、電飯煲等；在某些設(shè)定的情況 下，也可以將某一種設(shè)定為非法負(fù)載，例如在做飯時(shí)間，可以將豆?jié){機(jī)、電冰箱、電飯煲設(shè)定 為合法負(fù)載，而將電鉆設(shè)定為非法負(fù)載。
[0012] 負(fù)載與接收端之間的通訊方式包括：Uart (Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter，通用異步接收/發(fā)送裝置）、SPI (Serial Peripheral Interface，同步串行 外設(shè)接口）、I2C (Inter - Integrated Circuit);接收端與發(fā)射端之間的通訊方式為無線 通訊方式。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)，包括：接收端接 收控制模塊：用于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下 -步動(dòng)作信息;接收端發(fā)射控制模塊:用于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將負(fù)載的當(dāng)前 運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端；發(fā)射端控制模塊：用 于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并根 據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率。
[0014] 其中，還包括發(fā)射端顯示模塊：用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射端根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息顯 示負(fù)載的工作狀態(tài)。
[0015] 其中，無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信 息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率，包括：如果通過 當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載，則將電源發(fā)射功率調(diào)整為零；如果通過當(dāng)前 運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出負(fù)載為合法負(fù)載且功率即將變大，則提高電源發(fā)射 功率；如果通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出負(fù)載為合法負(fù)載且功率即將變 小，則降低電源發(fā)射功率。
[0016] 通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載，包括：在無線電能傳輸系統(tǒng)的 發(fā)射端預(yù)先存儲(chǔ)合法負(fù)載數(shù)據(jù)庫，通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息提取出負(fù)載數(shù)據(jù)，如果合法負(fù)載 數(shù)據(jù)庫中沒有該負(fù)載數(shù)據(jù)，則判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端、接收端、負(fù)載，發(fā)射端通過 電磁感應(yīng)傳輸電能給接收端，接收端將電能供給給負(fù)載。
[0018] 發(fā)射端包括發(fā)射端電路、發(fā)射線圈、反饋電路、主控制電路、第一無線通訊模塊，發(fā) 射端電路包括功率變換單元電路、逆變單元電路；功率變換單元電路的電源輸入端與外部 電源輸入端相連，功率變換單元電路的信號(hào)輸入端與主控制電路的信號(hào)輸出端相連，功率 變換單元電路的電源輸出端與逆變單元電路的電源輸入端相連；逆變單元電路的電源輸出 端與發(fā)射線圈的電源輸入端相連，發(fā)射線圈的信號(hào)輸出端與反饋電路的信號(hào)輸入端相連， 反饋電路的信號(hào)輸出端與主控制電路的第一信號(hào)輸入端相連，第一無線通訊模塊的信號(hào)輸 出端與主控制電路的第二信號(hào)輸入端相連。
[0019] 接收端包括接收線圈、接收端電路、第二無線通訊模塊，接收端電路包括整流濾波 電路、功率變換電路；接收線圈的電源輸出端連接整流濾波電路的電源輸入端，整流濾波電 路的電源輸出端連接功率變換電路的電源輸入端，功率變換電路的電源輸出端連接負(fù)載的 電源輸入端；功率變換電路的信號(hào)輸出端連接第二無線通訊模塊的信號(hào)輸入端。
[0020] 負(fù)載包括通訊模塊。
[0021] 無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信 息；無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給無線 電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端；無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一 步動(dòng)作信息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率。
[0022] 其中，主控制電路輸出的控制信號(hào)為PWM控制信號(hào)，功率變換單元電路接收PWM 控制信號(hào)并據(jù)此輸出電壓給逆變電路，逆變電路接收輸出電壓并據(jù)此輸出諧振電壓給發(fā)射 線圈，發(fā)射線圈發(fā)射設(shè)定頻率的諧振電壓；接收線圈接收所述設(shè)定的諧振電壓，產(chǎn)生諧振電 能；主控制電路輸出的PWM控制信號(hào)是通過如下過程獲得的：主控制電路接收反饋電路的 信號(hào)輸出端信號(hào)和第一無線通訊模塊接收的負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息 的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，輸出PWM控制信號(hào)。
[0023] 本發(fā)明的有益效果為：一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法，包括：無線電能 傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息；無線電能傳輸系 統(tǒng)的接收端將負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā) 射端；無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并根據(jù) 負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率。本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述 方法的無線電能傳輸系統(tǒng)和無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)。上述方法和系統(tǒng)使得無線 電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端能夠根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作預(yù)先、主動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射端 工作狀態(tài)、發(fā)射功率，保證了電能傳輸質(zhì)量及電力設(shè)備的安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚、有效地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，將實(shí)施例中所需要使用的附 圖作簡(jiǎn)單介紹，不言自明的是，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域 中的普通技術(shù)人員來講，無需付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖做出其它附 圖。
[0025] 圖1為常規(guī)無線電能傳輸系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2為常規(guī)無線電能傳輸系統(tǒng)的電壓過沖情況示意圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法的流程示意圖。
[0028] 圖4為本發(fā)明一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖5為本發(fā)明一種無線電能傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖6為本發(fā)明無線電能傳輸系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)穩(wěn)壓情況示意圖。
[0031] 圖7為本發(fā)明一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法的負(fù)載的工作流程示意圖。
[0032] 圖8為本發(fā)明一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法的發(fā)射端的工作流程示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 本發(fā)明提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法和系統(tǒng)，為了使本領(lǐng)域中的 技術(shù)人員更清楚的理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明上述的目的、特征、有益效果能夠更加明 白、易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0034] 下面結(jié)合附圖3?8對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0035] -種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法的實(shí)施例說明如下。
[0036] -種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法，包括：
[0037] 步驟101 :無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一 步動(dòng)作信息。
[0038] 步驟102 :無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作 信息發(fā)送給無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端。
[0039] 步驟103 :無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng) 作信息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率。
[0040] 無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端能夠根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作預(yù)先、主 動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射端工作狀態(tài)，保證了電能傳輸質(zhì)量及電力設(shè)備的安全。
[0041] 本實(shí)施例中，無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步 動(dòng)作信息，還包括：發(fā)射端根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息顯示負(fù)載的工作狀態(tài)。另由于發(fā)射 端與接收端可能是一對(duì)多的關(guān)系，通過本發(fā)明，可以識(shí)別、顯示負(fù)載的種類，從而更加直觀 有效的控制無線電能傳輸系統(tǒng)。
[0042] 本實(shí)施例中，無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步 動(dòng)作信息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率，包括：如 果通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載，則將電源發(fā)射功率調(diào)整為零；如果通 過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出負(fù)載為合法負(fù)載且功率即將變大，則提高電 源發(fā)射功率；如果通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出負(fù)載為合法負(fù)載且功率 即將變小，則降低電源發(fā)射功率。
[0043] 通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載，包括：在無線電能傳輸系統(tǒng)的 發(fā)射端預(yù)先存儲(chǔ)合法負(fù)載數(shù)據(jù)庫，通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息提取出負(fù)載數(shù)據(jù)，如果合法負(fù)載 數(shù)據(jù)庫中沒有該負(fù)載數(shù)據(jù)，則判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載。
[0044] 合法負(fù)載種類一般情況包括豆?jié){機(jī)、電鉆、電冰箱、電飯煲等；在某些設(shè)定的情況 下，也可以將某一種設(shè)定為非法負(fù)載，例如在做飯時(shí)間，可以將豆?jié){機(jī)、電冰箱、電飯煲設(shè)定 為合法負(fù)載，而將電鉆設(shè)定為非法負(fù)載。
[0045] 發(fā)射端可以判別負(fù)載的合法性，避免無線電能傳輸系統(tǒng)給非法負(fù)載供電引起的危 險(xiǎn)。
[0046] 負(fù)載與接收端之間的通訊方式包括：Uart (Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter，通用異步接收/發(fā)送裝置)、SPI (Serial Peripheral Interface，同步串行 外設(shè)接口）、I2C (Inter - Integrated Circuit);接收端與發(fā)射端之間的通訊方式為無線 通訊方式。
[0047] 本發(fā)明還提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)，結(jié)合附圖4?8對(duì)本發(fā) 明一種應(yīng)用于無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)的實(shí)施例說明如下。
[0048] -種應(yīng)用于無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)包括：
[0049] 接收端接收控制模塊201 :用于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的 當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息。
[0050] 接收端發(fā)射控制模塊202 :用于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將負(fù)載的當(dāng)前運(yùn) 行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端。
[0051] 發(fā)射端控制模塊203 :用于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行 狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源 發(fā)射功率。
[0052] 本實(shí)施例中，還包括發(fā)射端顯示模塊：用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射端根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài) 信息顯不負(fù)載的工作狀態(tài)。
[0053] 本實(shí)施例中，無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步 動(dòng)作信息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率，包括：如 果通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載，則將電源發(fā)射功率調(diào)整為零；如果通 過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出負(fù)載為合法負(fù)載且功率即將變大，則提高電 源發(fā)射功率；如果通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出負(fù)載為合法負(fù)載且功率 即將變小，則降低電源發(fā)射功率。通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載，包括： 在無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端預(yù)先存儲(chǔ)合法負(fù)載數(shù)據(jù)庫，通過當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息提取出負(fù) 載數(shù)據(jù)，如果合法負(fù)載數(shù)據(jù)庫中沒有該負(fù)載數(shù)據(jù)，則判斷出負(fù)載不是合法負(fù)載。
[0054] 采用上述智能控制系統(tǒng)，無線電能傳輸系統(tǒng)能夠根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前狀態(tài)信息和下一 步動(dòng)作預(yù)先、主動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射端工作狀態(tài)，保證了電能傳輸質(zhì)量及電力設(shè)備的安全。
[0055] 本發(fā)明還提供了一種無線電能傳輸系統(tǒng)，結(jié)合附圖4?8對(duì)本發(fā)明一種無線電能 傳輸系統(tǒng)的實(shí)施例說明如下。
[0056] 包括發(fā)射端、接收端、負(fù)載，發(fā)射端通過電磁感應(yīng)傳輸電能給接收端，接收端將電 能供給給負(fù)載。
[0057] 發(fā)射端包括發(fā)射端電路、發(fā)射線圈、反饋電路、主控制電路、第一無線通訊模塊，發(fā) 射端電路包括功率變換單元電路、逆變單元電路；功率變換單元電路的電源輸入端與外部 電源輸入端相連，功率變換單元電路的信號(hào)輸入端與主控制電路的信號(hào)輸出端相連，功率 變換單元電路的電源輸出端與逆變單元電路的電源輸入端相連；逆變單元電路的電源輸出 端與發(fā)射線圈的電源輸入端相連，發(fā)射線圈的信號(hào)輸出端與反饋電路的信號(hào)輸入端相連， 反饋電路的信號(hào)輸出端與主控制電路的第一信號(hào)輸入端相連，第一無線通訊模塊的信號(hào)輸 出端與主控制電路的第二信號(hào)輸入端相連。
[0058] 接收端包括接收線圈、接收端電路、第二無線通訊模塊，接收端電路包括整流濾波 電路、功率變換電路；接收線圈的電源輸出端連接整流濾波電路的電源輸入端，整流濾波電 路的電源輸出端連接功率變換電路的電源輸入端，功率變換電路的電源輸出端連接負(fù)載的 電源輸入端；功率變換電路的信號(hào)輸出端連接第二無線通訊模塊的信號(hào)輸入端。
[0059] 負(fù)載包括通訊模塊。
[0060] 無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信 息；無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給無線 電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端；無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一 步動(dòng)作信息并根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率。
[0061] 當(dāng)主控制電路輸出不同的PWM控制信號(hào)時(shí)，逆變電路輸出不同頻率的諧振電壓波 形，從而控制發(fā)射線圈發(fā)射不同頻率的諧振電壓。發(fā)射端(原邊）和接收端(副邊）的發(fā)射線 圈和接收線圈統(tǒng)稱為諧振線圈，諧振線圈由一組電容、電阻和電感器件組成。當(dāng)在諧振線圈 中輸入高頻的交流電時(shí)，原邊的發(fā)射線圈與副邊的接收線圈通過感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，透過空氣磁 路進(jìn)行無線式的能量傳輸。
[0062] 主控制電路包括主控器（MCU)及其外圍電路部分，具有數(shù)據(jù)處理、信號(hào)采樣和保 持、輸出一定占空比和不同頻率的PWM波形等功能。MCU輸出的控制信號(hào)經(jīng)過放大和變換電 路，輸出給開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路，控制開關(guān)器件按照設(shè)定的頻率和占空比進(jìn)行開啟和關(guān)斷。反 饋電路包括發(fā)射線圈（諧振線圈）的輸入電壓、電流等參數(shù)的采樣電路。反饋電路所采集的 電壓和電流信號(hào)都可以輸入到主控制電路中，與設(shè)定的參考值進(jìn)行比較后輸出調(diào)整后的控 制信號(hào)。
[0063] 本實(shí)施例中，無線電能傳輸系統(tǒng)工作時(shí)，負(fù)載首先將當(dāng)前狀態(tài)信息、下一步動(dòng)作通 過SPI方式通知接收端。接收端通過第二無線通訊模塊將信息發(fā)送給第一無線通訊模塊。 第一無線通訊模塊將負(fù)載的當(dāng)前狀態(tài)信息、下一步動(dòng)作發(fā)送給主控制電路，主控制電路根 據(jù)負(fù)載的當(dāng)前狀態(tài)信息、下一步動(dòng)作結(jié)合反饋電路的控制信號(hào)輸出適應(yīng)負(fù)載下一步工作的 PWM波形，從而控制功率變換單元輸出適應(yīng)負(fù)載下一步工作的電壓。通過接收端線圈電壓的 反饋，對(duì)發(fā)射端的發(fā)射功率進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，從而穩(wěn)定接收端接收線圈的電壓，避免電壓的異 常變動(dòng)，從而保證接收端的穩(wěn)定工作。
[0064] 發(fā)射端可根據(jù)負(fù)載變大、變小等幾種情況，提前進(jìn)行加、減功率預(yù)調(diào)，隨后負(fù)載工 作狀態(tài)才進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從而保證接收端接收線圈的電壓穩(wěn)定，提高電能傳輸質(zhì)量。圖6為經(jīng)過 采用本發(fā)明方法后系統(tǒng)的穩(wěn)壓效果圖。
[0065] 本實(shí)施例中，負(fù)載的工作流程示意圖如圖7所示。負(fù)載在開機(jī)后進(jìn)行初始化，發(fā)送 信息至接收端，告知接收端其當(dāng)前的當(dāng)前狀態(tài)信息、下一步動(dòng)作；如果負(fù)載工作狀態(tài)不需要 變化則不執(zhí)行操作，如果負(fù)載工作狀態(tài)需要變化則通知接收端，延時(shí)進(jìn)入下一步動(dòng)作，等接 收到接收端已經(jīng)進(jìn)行完功率調(diào)整的通知后執(zhí)行工作狀態(tài)切換，工作狀態(tài)切換完成后進(jìn)入下 一個(gè)流程，重新進(jìn)行負(fù)載工作狀態(tài)是否需要變化的判斷。
[0066] 本實(shí)施例中，發(fā)射端的工作流程示意圖如圖8所示。發(fā)射端在開機(jī)后進(jìn)行初始 化，顯示負(fù)載、接收端狀態(tài)信息；判斷負(fù)載工作狀態(tài)是否需要變化，如果負(fù)載工作狀態(tài)需要 變化，則調(diào)整發(fā)射功率，如果負(fù)載工作狀態(tài)不需要變化，發(fā)射端根據(jù)接收端反饋的線圈電壓 情況進(jìn)行功率調(diào)整，使負(fù)載的維持在固定的功率上，并根據(jù)接收端電壓的工作情況、穩(wěn)壓情 況、系統(tǒng)其它模塊的檢測(cè)處理信息發(fā)送狀態(tài)信息至狀態(tài)顯示端。
[0067] 本實(shí)施例中，無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端能夠根據(jù)負(fù)載的當(dāng)前狀態(tài)信息和下一步 動(dòng)作預(yù)先、主動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)射端工作狀態(tài)，保證了電能傳輸質(zhì)量及電力設(shè)備的安全。
[0068] 以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的 原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù) 人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法，其特征在于，包括： 無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息； 無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送 給無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端； 無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并 根據(jù)所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率。
2. 如權(quán)利要求1所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法，其特征在于，所述無線電 能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并根據(jù)所述負(fù) 載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息，還包括：發(fā)射端根據(jù)所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài) 信息顯示所述負(fù)載的工作狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法，其特征在于，所述無線電 能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并根據(jù)所述負(fù) 載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率，包括： 如果通過所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出所述負(fù)載不是合法負(fù)載，則將電源發(fā)射功率調(diào) 整為零； 如果通過所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出所述負(fù)載為合法負(fù)載且功 率即將變大，則提高電源發(fā)射功率； 如果通過所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出所述負(fù)載為合法負(fù)載且功 率即將變小，則降低電源發(fā)射功率。
4. 如權(quán)利要求3所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制方法，其特征在于，所述通過所 述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出所述負(fù)載不是合法負(fù)載，包括： 在所述無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端預(yù)先存儲(chǔ)合法負(fù)載數(shù)據(jù)庫，通過所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài) 信息提取出負(fù)載數(shù)據(jù)，如果合法負(fù)載數(shù)據(jù)庫中沒有該負(fù)載數(shù)據(jù)，則判斷出所述負(fù)載不是合 法負(fù)載。
5. -種無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： 接收端接收控制模塊：用于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行 狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息； 接收端發(fā)射控制模塊：用于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀 態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端； 發(fā)射端控制模塊：用于實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài) 信息和下一步動(dòng)作信息并根據(jù)所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源 發(fā)射功率。
6. 如權(quán)利要求5所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括發(fā)射 端顯示模塊：用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射端根據(jù)所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息顯示所述負(fù)載的工作狀 態(tài)。
7. 如權(quán)利要求5所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無線電 能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息并根據(jù)所述負(fù) 載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功率，包括： 如果通過所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出所述負(fù)載不是合法負(fù)載，則將電源發(fā)射功率調(diào) 整為零； 如果通過所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出所述負(fù)載為合法負(fù)載且功 率即將變大，則提高電源發(fā)射功率； 如果通過所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息判斷出所述負(fù)載為合法負(fù)載且功 率即將變小，則降低電源發(fā)射功率。
8. 如權(quán)利要求7所述的無線電能傳輸系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通過所 述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息判斷出所述負(fù)載不是合法負(fù)載，包括：在所述無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā) 射端預(yù)先存儲(chǔ)合法負(fù)載數(shù)據(jù)庫，通過所述當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息提取出負(fù)載數(shù)據(jù)，如果合法負(fù) 載數(shù)據(jù)庫中沒有該負(fù)載數(shù)據(jù)，則判斷出所述負(fù)載不是合法負(fù)載。
9. 一種無線電能傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端、接收端、負(fù)載，發(fā)射端通過電磁感應(yīng)傳輸電能 給接收端，接收端將電能供給給負(fù)載，其特征在于， 發(fā)射端包括發(fā)射端電路、發(fā)射線圈、反饋電路、主控制電路、第一無線通訊模塊，發(fā)射端 電路包括功率變換單元電路、逆變單元電路；功率變換單元電路的電源輸入端與外部電源 輸入端相連，功率變換單元電路的信號(hào)輸入端與主控制電路的信號(hào)輸出端相連，功率變換 單元電路的電源輸出端與逆變單元電路的電源輸入端相連；逆變單元電路的電源輸出端與 發(fā)射線圈的電源輸入端相連，發(fā)射線圈的信號(hào)輸出端與反饋電路的信號(hào)輸入端相連，反饋 電路的信號(hào)輸出端與主控制電路的第一信號(hào)輸入端相連，第一無線通訊模塊的信號(hào)輸出端 與主控制電路的第二信號(hào)輸入端相連； 接收端包括接收線圈、接收端電路、第二無線通訊模塊，接收端電路包括整流濾波電 路、功率變換電路；接收線圈的電源輸出端連接整流濾波電路的電源輸入端，整流濾波電路 的電源輸出端連接功率變換電路的電源輸入端，功率變換電路的電源輸出端連接負(fù)載的電 源輸入端；功率變換電路的信號(hào)輸出端連接第二無線通訊模塊的信號(hào)輸入端； 負(fù)載包括通訊模塊； 無線電能傳輸系統(tǒng)的接收端接收負(fù)載發(fā)送的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息；無 線電能傳輸系統(tǒng)的接收端將所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息發(fā)送給無線 電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端；無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端接收所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和 下一步動(dòng)作信息并根據(jù)所述負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作信息調(diào)整電源發(fā)射功 率。
10. 如權(quán)利要求9所述的無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制電路輸出的控制 信號(hào)為PWM控制信號(hào)，功率變換單元電路接收所述PWM控制信號(hào)并據(jù)此輸出電壓給所述逆 變電路，所述逆變電路接收所述輸出電壓并據(jù)此輸出諧振電壓給發(fā)射線圈，發(fā)射線圈發(fā)射 設(shè)定頻率的諧振電壓；接收線圈接收所述設(shè)定的諧振電壓，產(chǎn)生諧振電能； 所述主控制電路輸出的PWM控制信號(hào)是通過如下過程獲得的：主控制電路接收反饋電 路的信號(hào)輸出端信號(hào)和第一無線通訊模塊接收的負(fù)載的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和下一步動(dòng)作 信息的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，輸出PWM控制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104124775SQ201310157201
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月28日
【發(fā)明者】李聃, 李明, 龍海岸, 孫偉, 鄢海峰 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心, 海爾集團(tuán)公司