[发明专利]一种无线充电系统及方法

说明书

本发明提出了一种无线充电系统及方法，所述系统包括发射端和接收端。发射端包括BUCK模块、逆变模块、发射线圈、主控模块；接收端包括接收线圈、整流模块、负载模块和检测模块。主控模块控制BUCK模块调节输入电压，控制逆变模块的开关调节输出电压和传输效率。检测模块检测实时输出电压经过无线通信反馈给发射端主控模块。所述方法为：充电前，主控模块控制BUCK模块调节不同输入电压，检测不同的输出电压，计算线圈耦合系数，根据系统参数计算出最佳输入电压，调节输入电压至最佳。充电过程中，主控模块通过控制逆变模块的开关实现对输出电压的调节，解决了无线充电技术中耦合系数获取不便的难题，确保了无线充电系统的输出电压和充电效率。

技术领域

本发明属于无线电能传输领域，尤其涉及一种无线充电系统及方法。

背景技术

随着现代化社会电气程度不断加深，电能已经成为人类社会中最为重要的能源之一，但传统的有线电能传输存在电线老化，磨损，尖端放电，使用不便等问题，这些问题的出现会对电器造成伤害，威胁人们的生命安全，无线电能传输技术使用起来更便捷灵活，安全可靠，所以具有很大的应用价值。

无线电能传输系统的传输效率受到负载电阻和线圈耦合系数变化的影响，当两线圈发生偏移时，系统的最大传输效率点会发生改变。在电能传输过程中，负载电阻会发生改变，造成输出电压改变和传输效率的下降。

目前保持稳压输出和最大传输效率跟踪的方法有在接收端增加DC-DC电路实现阻抗匹配，增加相控电路等方案，但是这些方案都需要在无线电能传输系统中增加额外的电路，增加了电路的复杂性。为此需要提供一种电路结构简单的无线充电系统，以及一种高效率和稳压输出的无线充电方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线充电系统及无线充电方法，旨在解决现有无线充电系统中线圈耦合系数获取的问题和负载电阻改变时，输出电压发生改变和传输效率下降的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：提供了一种无线充电系统及方法。

所述一种无线充电系统，包括发射端和接收端；

所述发射端包括：BUCK模块(降压式变换电路)、逆变模块、发射线圈和主控模块；

所述接收端包括：接收线圈、整流模块、负载模块和检测模块；

所述BUCK模块(降压式变换电路)与所述逆变模块电性连接；所述逆变模块与所述发射线圈电性连接；所述发射线圈与所述接收线圈耦合形成耦合线圈；所述耦合线圈与所述整流模块电性连接，所述整流模块与所述负载模块电性连接；所述主控模块与所述BUCK模块(降压式变换电路)和所述逆变模块电性连接；所述检测模块与所述负载模块电性连接。

进一步地，所述BUCK模块(降压式变换电路)，用于调节直流输入电压；

所述逆变模块，用于将直流电逆变成高频交流电；

所述发射线圈，用于将发射端高频交流电传输到接收端；

所述主控模块，用于控制发射端BUCK模块(降压式变换电路)和发射端逆变模块；

所述接收线圈，用于接收发射端高频交流电；

所述整流模块，用于将高频交流电整流成直流电；

所述负载模块，用于接收稳定直流电能；

所述检测模块，用于检测实时输出电压。

本发明还提供了一种无线充电方法，所述方法包括以下步骤：

S1、无线充电前，主控模块通过控制BUCK电路驱动信号占空比调节不同的输入电压，获取不同的输出电压，并计算两线圈之间的耦合系数；