[发明专利]一种非接触电能传输装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线技术领域，更具体地说，涉及一种非接触电能传输装置及其控制方法。

背景技术

磁共振式无线电能传输系统包括电能发射端和电能接收端，如图1所示，电能发射端包括DC-AC逆变器、原边谐振电容Cs、原边发射线圈Ls和MCU控制器1；电能接收端包括整流电路、副边谐振电容Cd、副边接收线圈Ld和MCU控制器2，MCU控制器1和MCU控制器2通过通信协议例如蓝牙协议建立通讯连接。电能发射端将输入端的电能转化为空间磁场以传输给电能接收端。

但是，在电能发射端的周围不一定存在接收装置，例如，在充电过程中，接收装置被突然移走，这时，MCU控制器1需要控制电能发射端进入休眠状态，这样可以减少损耗，提高待机效率；而另一方面接收装置可能被忽然放入电能发射端的充电区域，这时电能发射端需要立刻激活，进入能量传输状态，以给接收装置的负载例如电子设备供电。

当电能接收端放置于电能发射端的有效充电区域内时，电能发射端通过检测电能发射线圈的阻抗变化或者电能发射端的输入功率的增加来识别电能接收端。电能发射端识别对应的电能接收端后，MCU控制器1和MCU控制器2通过蓝牙通讯协议建立连接，MCU控制器1命令MCU控制器2使能输出输出电压Vout和输出电流Iout，给电子设备供电。同时在供电过程中，MCU控制器2实时地通过BLE蓝牙通讯反馈电压、电流、功率等信息给MCU控制器1，从而进入正常工作状态中。

但是，当电能接收端在有效充电区域内但耦合比较差的位置时，发射线圈阻抗的变化或者输入功率的变化不明显，这个变化量可能不足以识别到电能接收端；或者电能接收端是智能穿戴设备(如智能手表手环等)时，由于其电能接收线圈很小，引起的输入功率变化也是很小的，也有可能不被电能发射端识别。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了非接触电能传输装置及其控制方法，当接收装置放入电能发射端的空间磁场中，则连接阻抗电路以增加发射线圈阻抗的变化，从而使得电能发射端能够识别电能接收端的接入，系统能够进入正常工作状态。

依据本发明的一种非接触电能传输装置，包括电能发射端和电能接收端，所述电能发射端接收输入电能以转化为空间磁场供所述电能接收端使用；

所述电能接收端耦合所述空间磁场，经整流和电压转换后输出电压供给负载；

其中，所述电能接收端包括阻抗电路，当所述电能接收端放置于所述电能发射端的空间磁场中时，则将所述阻抗电路连接到电能接收端中。

进一步地，当所述电能发射端识别到所述电能接收端后，所述非接触电能传输装置进入正常工作状态，将所述阻抗电路从所述电能接收端中断开。

进一步地，所述电能接收端包括电能接收线圈、整流电路和直流-直流电压转换器，

所述整流电路和所述直流-直流电压转换器依次连接在所述电能接收线圈之后；

所述阻抗电路连接在所述直流-直流电压转换器之后，

或者是所述阻抗电路连接在所述整流电路之后所述直流-直流电压转换器之前，

并且，所述阻抗电路与所述整流电路或所述直流-直流电压转换器并联。

进一步地，所述阻抗电路包括串联的第一电阻和第一开关；

进一步地，所述电能接收端包括控制器，

所述控制器检测所述整流电路输出端的电压，当检测到所述输出端的电压大于阈值电压时，则所述控制器控制所述阻抗电路连接到所述电能接收端中。

优选地，当所述阻抗电路连接在所述直流-直流电压转换器之后时，

所述电能接收端包括还包括第二开关，所述第二开关连接在所述直流-直流电压转换器和负载之间。

依据本发明的一种非接触电能传输装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

检测所述非接触电能传输装置中电能接收端中整流电路输出端电压，当所述输出端电压大于阈值电压时，则所述电能接收端的控制器开始工作；

所述电能接收端的控制器控制阻抗电路连接到所述电能接收端中；

所述电能发射端识别电能接收端后，所述非接触电能传输装置进入正常工作状态；

所述电能接收端的控制器控制所述阻抗电路从所述电能接收端断开。

进一步地，所述电能接收端包括电能接收线圈、整流电路和直流-直流电压转换器，

所述整流电路和所述直流-直流电压转换器依次连接在所述电能接收线圈之后；

所述阻抗电路连接在所述直流-直流电压转换器之后，