一种无线充电系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线充电领域，具体是一种无线充电系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着无线充电技术的推广和普及，消费电子产品的增多，越来越多的无线充电器开始进入办公领域。无线充电设备与办公家具结合，在可以给用户带来便捷充电或供电体验的同时，保持家具桌面的整洁和美观，这些无疑会给家具行业带来了新的差异化点，势必促进家具行业的良性发展。
[0003]无线充电主要有感应式无线充电和共振式无线充电，感应式无线充电比较成熟，并且已经有很多上市产品，典型的就是各式各样的手机无线充电器。无线充电技术在办公家具行业也有开始应用，应用模式是把无线充电发射端嵌入到办公家具中，无线充电接收端作为模块跟办公电器相结合，比如无线充电手机、无线充电笔记本电脑、无线充电台灯、无线充电打印机等。
[0004]现有无线充电方案在动态负载调整和无线传输距离较小方面存在缺陷，这些阻碍着无线充电技术在办公领域的普及应用。现有符合Qi标准的无线充电方案中最快通讯调整速率为2KHz，通讯信号完成一个周期的调整至少要在50ms，所以无线充电技术应用在对动态负载调整比较快且比较严格的终端负载时会出现问题。比如笔记本电脑之类的电子产品，动态负载调整约1ms —次，无线充电技术应用在笔记本上就会因为动态负载调整不及时造成笔记本不停重启问题。
[0005]另外，办公领域对工作桌面的整洁美观要求较高，用户更倾向于无线充电器的隐藏式安装方式，即无线充电器安装在桌面下方，这样势必会增加无线充电器与接收器间的工作距离。鉴于现有符合Qi标准的无线充电产品，充电器与接收器间距离一般< 5mm，这就要求无线充电器的安装需要打孔贯穿桌面。因此，安装不便、破坏现有桌面阻碍着无线充电产品优势的发挥及产品应用推广。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明目的在于提供一种应用于办公领域的无线充电系统，其技术方案如下:一种无线充电系统，包括无线充电接收模块，所述无线充电接收模块具有MCU和电压采样元件，电压采样元件对整流稳压后电压进行采样，在动态负载调整时将电压异常及时反馈给MCU，MCU通过对输出电压进行控制。
[0007]进一步的，设定两个或两个以上的Ping阶段频率点进行轮流工作。
[0008]进一步的，当电压采样值小于限值时，MCU调节无线充电发射端逆变单元工作状
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[0009]进一步的，MCU调节无线充电发射端逆变单元调整开关频率，相位或幅度来改善输出电压能力。
[0010]进一步的，当电压采样值大于限值时，MCU控制做出系统关断保护，使系统重新进行通讯检测，重新进行识别配置。
[0011]进一步的，还包括电流采样元件，电流采样元件对输出电流采样，在电流出现快速动态调整时反馈给MCU，MCU控制储能元件放电，以去除或减小负载动态波动对无线充电系统的影响。
[0012]本发明还提供了一种无线充电方法，设置两个或多个Ping阶段频率点进行轮流工作。
[0013]进一步的，对整流稳压后电压进行采样，在动态负载调整时将电压异常及时反馈给MCU，MCU通过对输出电压进行控制。
[0014]进一步的，当电压采样值小于限值时，MCU调节无线充电发射端逆变单元工作状态，包括调整开关频率，相位或幅度来改善输出电压能力；当电压采样值大于限值时，MCU控制做出系统关断保护，使系统重新进行通讯检测，重新进行识别配置。
[0015]进一步的，对输出电流采样，在电流出现快速动态调整时反馈给MCU，MCU控制储能元件放电，以去除或减小负载动态波动对无线充电系统的影响。
[0016]本发明解决了当前无线充电系统普遍存在的动态负载响应异常和无线充电距离较小的问题，避免无线充电系统对接收端电路元件的损害以及办公家具的装配问题。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的无线充电系统的接收模块原理框图；
图2是无线充电系统工作流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0019]依据Qi标准中无线充电系统接收端谐振电压与谐振频率的对应关系，当无线充电距离增加时，为了保证Ping阶段无线充电接收端获取足够的能量以使得无线充电发射端与接收端建立通信，可以减小Ping阶段的频率。同时为了避免因无线充电距离小造成的Ping阶段无线充电接收端引起保护而建立通信失败的问题，可以设定两个或两个以上的Ping阶段频率点进行轮流工作，保证系统在一定的无线充电距离内都可正常建立通信。
[0020]对于无线充电系统的接收模块原理框图如图1所示，
无线充电接收模块包括能量接收线圈、整流电路、开关管、储能元件、DC-DC、电压采样元件、电流采样元件和通信控制单元MCU。
[0021]无线充电接收模块中，接收线圈和电能发射端线圈匹配进行能量传输。
[0022]无线充电接收模块中，整流电路将线圈传递过来的交流电能整流成直流。
[0023]无线充电接收模块中，开关管主要是利用开关延时来稳压，也可避免在开机时负载的瞬时冲击对系统的影响。
[0024]无线充电接收模块中，储能元件为电容、电池等可以蓄能器件。
[0025]无线充电接收模块中，DC-DC是直流稳压转换电路。
[0026]无线充电接收模块中，电压采样元件是用来对整流稳压后电压进行采样，在动态负载调整时将电压异常及时反馈给MCU，MCU通过对输出电压进行控制，从而保证无线充电系统正常工作。
[0027]无线充电接收模块中，电流采样元件是用来对输出电流采样，在电流出现快速动态调整时及时反馈给MCU，MCU控制储能元件放电，以去除或减小负载动态波动对无线充电系统的影响，从而保证无线充电系统正常工作。
[0028]无线充电接收模块中，通信控制单元MCU主要负责用通讯信号对电源系统进行控制，用软件对系统进行过压过流保护、异物识别等一系列安全控制。
[0029]无线充电系统工作流程如图2所示，当电压采样值小于限值时，MCU调节无线充电发射端逆变单元工作状态，比如调整开关频率，相位或幅度来改善输出电压能力；当电压采样值大于限值时，MCU控制做出系统关断保护，使系统重新进行通讯检测，重新进行识别配置。
[0030]当电流采样值小于限值时，MCU进行稳压处理，比如打开储能元件，保证系统正常工作。
【主权项】
1.一种无线充电系统，包括无线充电接收模块，其特征在于:所述无线充电接收模块具有MCU和电压采样元件，电压采样元件对整流稳压后电压进行采样，在动态负载调整时将电压异常及时反馈给MCU，MCU通过对输出电压进行控制。
2.如权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于:设定两个或两个以上的Ping阶段频率点进行轮流工作。
3.如权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于:当电压采样值小于限值时，MCU调节无线充电发射端逆变单元工作状态。
4.如权利要求3所述的无线充电系统，其特征在于:MCU调节无线充电发射端逆变单元调整开关频率，相位或幅度来改善输出电压能力。
5.如权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于:当电压采样值大于限值时，MCU控制做出系统关断保护，使系统重新进行通讯检测，重新进行识别配置。
6.如权利要求1或2所述的无线充电系统，其特征在于:还包括电流采样元件，电流采样元件对输出电流采样，在电流出现快速动态调整时反馈给MCU，MCU控制储能元件放电，以去除或减小负载动态波动对无线充电系统的影响。
7.一种无线充电方法，其特征在于:设置两个或多个Ping阶段频率点进行轮流工作。
8.如权利要求7所述的无线充电方法，其特征在于:对整流稳压后电压进行采样，在动态负载调整时将电压异常及时反馈给MCU，MCU通过对输出电压进行控制。
9.如权利要求8所述的无线充电方法，其特征在于:当电压采样值小于限值时，MCU调节无线充电发射端逆变单元工作状态，包括调整开关频率，相位或幅度来改善输出电压能力；当电压采样值大于限值时，MCU控制做出系统关断保护，使系统重新进行通讯检测，重新进行识别配置。
10.如权利要求8或9所述的无线充电方法，其特征在于:对输出电流采样，在电流出现快速动态调整时反馈给MCU，MCU控制储能元件放电，以去除或减小负载动态波动对无线充电系统的影响。
【专利摘要】本发明公开了一种无线充电系统，包括无线充电接收模块，所述无线充电接收模块具有MCU和电压采样元件，电压采样元件对整流稳压后电压进行采样，在动态负载调整时将电压异常及时反馈给MCU，MCU通过对输出电压进行控制。本发明还公开了一种无线充电方法，设置两个或多个Ping阶段频率点进行轮流工作。本发明解决了当前无线充电系统普遍存在的动态负载响应异常和无线充电距离较小的问题，避免无线充电系统对接收端电路元件的损害以及办公家具的装配问题。
【IPC分类】H02J17-00
【公开号】CN104868610
【申请号】CN201510265378
【发明人】倪良正
【申请人】浙江圣奥家具制造有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月22日