本實用新型屬于電器領域，涉及一種無線供電控制裝置。

背景技術：

控制器電路中，低壓載波通訊電路通過兩芯導線，既能給手操器供電又能實現(xiàn)控制器主板與手操器之間的通訊，最終實現(xiàn)手操器對空調(diào)等設備的參數(shù)調(diào)節(jié)。

手操器是空調(diào)制冷系統(tǒng)等設備中實現(xiàn)人機交互的重要部件，手操器的穩(wěn)定運行，才能正確地指揮控制器對空調(diào)系統(tǒng)等設備的調(diào)節(jié)，從而確?？照{(diào)系統(tǒng)等設備工作在客戶需求的工作模式下，并按照客戶的調(diào)節(jié)意愿，實現(xiàn)空調(diào)等設備不同模式的轉(zhuǎn)換。

目前業(yè)界手操器的供電以及信號傳輸都依賴于兩芯導線或者四芯導線，并配套紅外遙控器實現(xiàn)短距離無線通信功能。但是只要通訊線依然存在，不管是兩根導線還是四根導線，導線安裝在墻體中或者導管中，就會帶來線路安裝以及通信線維護的問題，給整個空調(diào)系統(tǒng)的安裝與維護帶來麻煩。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種無線供電控制裝置，實現(xiàn)無線供電與無線通訊一體化，既能實現(xiàn)控制器主板與手操器無線供電功能，又能實現(xiàn)控制器主板與手操器的無線通訊，同時還能解決導線安裝以及維護困難的問題。

本實用新型第一方面提供了一種無線供電控制裝置，包括控制器主板和手操器，其中，所述控制器主板包括逆變電路、無線供電發(fā)射裝置和控制器主板無線收發(fā)器；

所述逆變電路，將直流電轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電；

所述無線供電發(fā)射裝置，連接所述逆變電路，用于發(fā)射電磁場；

所述手操器包括無線供電接收裝置和手操器無線收發(fā)器；

所述無線供電接收裝置，接收無線供電發(fā)射裝置發(fā)射的電磁場，生成電能；

所述手操器無線收發(fā)器，接收所述無線供電接收裝置，以獲得電能，所述手操器無線收發(fā)器還耦接所述控制器主板無線收發(fā)器，用于與所述控制器主板無線收發(fā)器進行無線通信。

優(yōu)選地，所述逆變電路包括微控制器和智能功率控制模塊。

優(yōu)選地，所述微控制器用于生成3對相位差120度的脈沖信號。

優(yōu)選地，所述智能功率控制模塊包括三相逆變橋，在微控制器控制下，將直流電轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電。

優(yōu)選地，所述智能功率控制模塊包括6個晶體管。

優(yōu)選地，所述無線供電發(fā)射裝置包括三相線圈。

優(yōu)選地，所述逆變電路包括微控制器，所述微控制器檢測所述三相線圈中通過的電流，并計算三相線圈電流的相位，用來控制三相電流的頻率。

優(yōu)選地，所述無線供電接收裝置包括接收線圈、全橋整流電路和穩(wěn)壓濾波電路。

優(yōu)選地，所述無線供電發(fā)射裝置在工作狀態(tài)下，與無線供電接收裝置處于諧振狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓濾波電路為并聯(lián)穩(wěn)壓電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路、集成化穩(wěn)壓電路或開關電源。

優(yōu)選地，所述手操器還包括遙控器收發(fā)器，其連接所述無線供電接收裝置，以獲得電能，并用于與遙控器進行無線通信。

優(yōu)選地，所述遙控器收發(fā)器和所述遙控器的通信方式為近場通信NFC、藍牙通信、紅外通信或聲波通信。

優(yōu)選地，所述控制器主板無線收發(fā)器和手操器無線收發(fā)器的通信方式為近場通信NFC、藍牙通信或聲波通信。

優(yōu)選地，所述控制器主板為空調(diào)系統(tǒng)的控制器主板。

本實用新型的無線供電控制裝置解決了控制器主板與手操器之間的無線供電、無線通訊一體化，從而使二者之間無需設置任何導線，消除了現(xiàn)有技術中存在的導線安裝以及維護困難的問題。

本實用新型的無線供電控制裝置還可以包括以下有益效果：實現(xiàn)無線通訊節(jié)約導線的成本，減少對導線資源的浪費；實現(xiàn)無線供電可以減少對電池的消耗，防止電池對環(huán)境照成污染，為綠色環(huán)境建設做出貢獻；可推廣無線供電技術，應用到弱電小功率供電系統(tǒng)。具有節(jié)約成本，減少浪費，防止污染，結構簡單，設計合理，實現(xiàn)成本低，使用靈活方便，實用性強，使用效果好，便于推廣使用等特點。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

附圖說明

以下將參照附圖對根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施方式的一種三相逆變無線供電控制裝置和控制方法進行描述。圖中：

圖1是根據(jù)一示例性實施例示出的三相逆變無線供電控制裝置框圖。

圖2是根據(jù)一示例性實施例示出的逆變電路和無線供電發(fā)射裝置框圖。

圖3是根據(jù)一示例性實施例示出的無線供電接收裝置框圖。

圖4是根據(jù)一示例性實施例示出的逆變電路和無線供電發(fā)射裝置電路圖。

圖5是根據(jù)一示例性實施例示出的無線供電接收裝置電路圖。

圖6是根據(jù)一示例性實施例示出的無線供電控制裝置框圖。

圖7是根據(jù)一示例性實施例示出的三相逆變無線供電控制裝置工作流程圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本實用新型相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本實用新型的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在進行實施例描述之前，需要說明的是，為了說明的方便及具體化，本組實施例針對的是三相逆變無線供電控制裝置及控制方法，但并不僅限于實施例中列舉所限定的范圍。

以下示例性實施例中的空調(diào)僅僅是示例性描述，與空調(diào)具有類似屬性的其他設備也同樣適用。

手操器是空調(diào)制冷系統(tǒng)中實現(xiàn)人機交互的重要部件，手操器的穩(wěn)定運行，能夠正確地指揮控制器對空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，從而確保空調(diào)系統(tǒng)工作在客戶需求的工作模式下，并按照客戶的調(diào)節(jié)意愿，實現(xiàn)空調(diào)不同模式的轉(zhuǎn)換。通過控制器主板給空調(diào)手操器供電又能實現(xiàn)控制器主板與手操器之間的通訊，最終實現(xiàn)手操器對空調(diào)的參數(shù)調(diào)節(jié)

圖1是本實用新型實施例所述的三相逆變無線供電控制裝置框圖。該裝置包括控制器主板1、手操器2，并且優(yōu)選還包括遙控器3。其中，控制器主板1包括逆變電路11、無線供電發(fā)射裝置13、以及控制器主板無線收發(fā)器12。

其中，逆變電路11，將直流電轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電；逆變電路優(yōu)選可采用+24V DC供電系統(tǒng)。

無線供電發(fā)射裝置13，連接逆變電路11，用于發(fā)射電磁場。

控制器主板無線收發(fā)器12，用于無線通信，例如與后面提到的手操器無線收發(fā)器22無線通信。

手操器2包括無線供電接收裝置21、手操器無線收發(fā)器22，并且優(yōu)選還包括遙控器收發(fā)器23。

其中，無線供電接收裝置21，接收控制器主板1(具體是無線供電發(fā)射裝置13)發(fā)射的電磁場，生成電能。無線供電發(fā)射裝置13在工作狀態(tài)下，要與無線供電接收裝置21達到一種諧振狀態(tài)，使發(fā)射出來的能量80％以上被無線供電接收裝置21接收。

手操器無線收發(fā)器22，連接無線供電接收裝置21，以獲得電能，同時，其還藕接控制器主板無線收發(fā)器12，以用于與控制器主板1無線通信。

在優(yōu)選實施方式中，遙控器收發(fā)器23，連接無線供電接收裝置21以獲得電能，同時用于與遙控器3無線通信。

在具體使用中，手操器2的安裝位置應盡量滿足與控制器主板的無線供電發(fā)射裝置在空間中無阻礙，從而減少發(fā)射能量在空間的損失。

控制器主板無線收發(fā)器12和手操器無線收發(fā)器22之間的無線通信可以是近場通信NFC技術，近場通信NFC技術比較適合這個使用場景，近場通信NFC具有技術簡單，通訊數(shù)據(jù)量少的優(yōu)點。無線通信技術并不僅僅限于近場通信NFC技術，也可以采用其他廣泛應用的無線通信技術，例如藍牙通信、聲波通信等。

遙控器3和遙控器收發(fā)器23之間的無線通信也可以為近場通信NFC，并不僅僅限于近場通信NFC技術，也可以采用其他廣泛應用的無線通信技術，例如藍牙通信、聲波通信等。

圖2是根據(jù)一示例性實施例示出的逆變電路和無線供電發(fā)射裝置框圖。優(yōu)選地，逆變電路11包括微控制器(MCU)111和智能功率控制模塊(IPM)112。微控制器111用于生成三對相位差120度的六路脈沖信號。智能功率控制模塊112包括三相逆變橋，在微控制器控制下，將直流電轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電。例如，逆變電路11采用+24V DC供電系統(tǒng)，在微控制器111控制下，通過智能功率控制模塊112的三相逆變橋，將+24V DC轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電。無線供電發(fā)射裝置13由三相線圈電感組成。三相逆變橋產(chǎn)生的交流電驅(qū)動所述線圈電感，使之向空曠地發(fā)射電磁場，其中，所述線圈電感包括三相線圈電感1131、1132和1133。三相線圈電感1131、1132和1133的電感量以及繞線方式?jīng)Q定無線供電接收裝置21的電感量以及對應的繞線方式。微控制器111檢測線圈中通過的電流，并計算三相線圈電感電流的相位，使三相電流的頻率任意控制。

微控制器可以為51單片機、MSP430單片機、AVR單片機、或ARM系列，例如可選用AT89C2051單片機或STC12C2051單片機，或選用ARM系列CPU最小系統(tǒng)，其核心CPU可選擇如STM32F103ZET6。

圖3是根據(jù)一示例性實施例示出的無線供電接收裝置框圖。無線供電接收裝置21包括接收線圈211、全橋整流電路212、穩(wěn)壓濾波電路213。接收線圈211連接全橋整流電路212，全橋整流電路212連接穩(wěn)壓濾波電路213。無線供電接收裝置盡可能多地利用空間中傳輸過來的無線電磁場能，無線供電接收裝置21得到電源后，再通過后續(xù)的全橋整流電路212、穩(wěn)壓濾波電路213，將穩(wěn)定后的電能提供給手操器無線收發(fā)器和遙控器收發(fā)器。

圖4是根據(jù)一示例性實施例示出的逆變電路和無線供電發(fā)射裝置電路圖。微控制器111作為三相逆變信號發(fā)生器生成三對相位差120度的六路脈沖信號，分別是PH1、PL1、PH2、PL2、PH3、PL3。六路脈沖信號接入智能功率控制模塊112。智能功率控制模塊112包括三相逆變橋，在微控制器111控制下，將直流電轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電。三相逆變橋包括6個晶體管D1、D2、D3、D4、D5、D6。6個晶體管D1、D2、D3、D4、D5、D6為PNP型三極管，晶體管并不僅僅限于PNP型三極管，也可以采用NPN型三極管、N溝道MOS管、P溝道MOS管等。

在+24V DC供電系統(tǒng)下，+24V DC直流電源與電容C1并聯(lián)。脈沖信號PH1、PH2、PH3、PL1、PL2、PL3分別連接NPN型三極管D1、D2、D3、D4、D5、D6的基極，控制NPN型三極管D1、D2、D3、D4、D5、D6的導通、截止等工作狀態(tài)。線圈包括三相線圈電感1131、1132和1133，分別由電感L1、電容C2組成，電感L2、電容C3組成，電感L3、電容C4組成。其中，三極管D1的集電極連接+24V DC直流電源正極，三極管D1的發(fā)射極連接三極管D4的集電極；三極管D2的集電極連接+24V DC直流電源正極，三極管D2的發(fā)射極連接三極管D5的集電極；三極管D3的集電極連接+24V DC直流電源正極，三極管D3的發(fā)射極連接三極管D6的集電極；三極管D4的發(fā)射極連接+24V DC直流電源負極，三極管D4的集電極還連接電感L1、電容C2；三極管D5的發(fā)射極連接+24V DC直流電源負極，三極管D5的集電極還連接電感L2、電容C3；三極管D6的發(fā)射極連接+24V DC直流電源負極，三極管D6的集電極還連接電感L3、電容C4。

微控制器111檢測線圈中通過的電流，并計算三相線圈電感電流的相位，使三相電流的頻率可以任意控制。

圖5是根據(jù)一示例性實施例示出的無線供電接收裝置電路圖。其中，接收線圈211由電感L4、電容C5組成，通過全橋整流電路DB，連接穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路包括電容C6、C7、C8、C9等濾波電路。穩(wěn)壓電路中的元器件U1為三端穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓電路并不僅僅限于采用三端穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓電路，也可以采用其他并聯(lián)穩(wěn)壓電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路、集成化穩(wěn)壓電路、開關電源等。無線供電接收裝置盡可能多地利用空間中傳輸過來的無線電磁場能，穩(wěn)壓電路將穩(wěn)定后的電能提供給遙控器收發(fā)器和無線收發(fā)器，其中遙控器收發(fā)器優(yōu)選連接紅外接收頭。

圖6是根據(jù)一示例性實施例示出的無線供電控制裝置框圖?？刂破髦靼咫娫?4連接控制器主板無線收發(fā)器12，為控制器主板無線收發(fā)器12供電。手操器2的無線供電接收裝置21感應控制器主板1所發(fā)送的電磁場產(chǎn)生電能，為手操器無線收發(fā)器22和遙控器收發(fā)器23供電。控制器主板1通過控制器主板無線收發(fā)器12與手操器無線收發(fā)器22實現(xiàn)無線通信，手操器2和遙控器3通過遙控器收發(fā)器23實現(xiàn)無線通信。用戶通過遙控器3，經(jīng)手操器2，控制控制器主板1，實現(xiàn)對空調(diào)的參數(shù)調(diào)節(jié)、開關控制等操作。

遙控器和遙控器收發(fā)器之間可以為近場通信NFC，并不僅僅限于近場通信NFC技術，也可以采用其他廣泛應用的無線通信技術，例如藍牙通信、聲波通信等。

圖7是根據(jù)一示例性實施例示出的三相逆變無線供電控制裝置工作流程圖。

在上述工作的基礎上，本實用新型第二方面提供了一種無線供電控制方法，用于在控制器主板與手操器之間實現(xiàn)無線供電，其中：所述控制器主板包括逆變電路和無線供電發(fā)射裝置；所述手操器包括無線供電接收裝置；

所述逆變電路將直流電轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電；

所述無線供電發(fā)射裝置，連接所述逆變電路，用于發(fā)射電磁場；

所述無線供電接收裝置，接收無線供電發(fā)射裝置發(fā)射的電磁場，并生成電能。

優(yōu)選地，所述逆變電路包括微控制器，所述微控制器生成三對相位差120度的六路脈沖信號。

優(yōu)選地，所述逆變電路包括微控制器，所述無線供電發(fā)射裝置包括三相線圈，所述微控制器檢測所述三相線圈中通過的電流，并計算三相線圈電流的相位。

具體如圖7所示，本實用新型的無線供電控制方法進一步可包括以下步驟：

在步驟801中，初始化工作環(huán)境。

由于微控制器111是整個系統(tǒng)的控制核心，其用于協(xié)調(diào)各部件運行，因此，本步驟中主要通過初始化微控制器111，預先設置參數(shù)。

在步驟802中，輸出6路PWM脈沖信號。

微控制器111提供預先設置的參數(shù)，生成三對相位差120度的六路脈沖信號。

在步驟803中，控制IPM模塊中三相逆變橋。

逆變電路11采用+24V DC供電系統(tǒng)，在微控制器111控制下，通過智能功率控制模塊112的三相逆變橋，將+24V DC轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電。在微控制器控制下，將直流電轉(zhuǎn)換為頻率可控的三相交流電。

在步驟804中，檢測線圈中通過的電流，并計算三相線圈電感電流的相位。

通過計算三相線圈電感電流的相位，使三相電流的頻率任意控制。

優(yōu)選地，微控制器可以為51單片機、MSP430單片機、AVR單片機、或ARM系列，可選用AT89C2051單片機或STC12C2051單片機，也可選用ARM系列CPU最小系統(tǒng)，其核心CPU可選擇如STM32F103ZET6。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的實用新型后，將容易想到本實用新型的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本實用新型的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本實用新型的一般性原理并包括本實用新型未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本實用新型的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本實用新型并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本實用新型的范圍僅由所附的權利要求來限制。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

本領域的技術人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各優(yōu)選方案可以自由地組合、疊加。

應當理解，上述的實施方式僅是示例性的，而非限制性的，在不偏離本實用新型的基本原理的情況下，本領域的技術人員可以針對上述細節(jié)做出的各種明顯的或等同的修改或替換，都將包含于本實用新型的權利要求范圍內(nèi)。