[发明专利]一种磁谐振充电系统中提高能量传输总量的方法及系统

说明书

本发明公开了一种磁谐振充电系统中提高能量传输总量的方法及系统，其包括：通过采用特制的大小可调的TX线圈来调节TX‑RX互感；以及通过分组机制来分离强耦合的RX对，并采用时分多路技术来避免所述强耦合的RX对同时充电。本发明实施例提供的技术方案首次在MRC‑WPT系统的PDL最大化问题中考虑了两大充电悖论现象。并对两大充电悖论现象分别采取了相应的解决措施，很好地解决了两个在实际系统中常见的充电悖论问题，大大提升实际系统的充电效率，实现了PDL的最大化。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种磁谐振充电系统中提高能量传输总量的方法及系统。

背景技术

随着智能技术的快速发展，越来越多的智能终端设备为人们的日常生活带来了诸多便利，例如移动手机、平板电脑、以及可穿戴设备等等。伴随着智能技术的发展，针对智能设备的充电管理技术也不断进步，无线充电(Wireless Power Transfer，WPT)技术应运而生，为人们的充电管理提供了方便。

通常，基于磁场媒介的无线充电系统主要有两种实现方式，包括基于电磁感应(Inductive Coupling，IC)的方式和基于磁谐振(Magnetic Resonant Coupling，MRC)的方式。其中，基于MRC的充电系统利用磁场谐振较基于IC的方式进一步提升了充电距离和效率。

近年来，波束汇聚(Beamforming)技术被引入磁谐振充电系统中用于支持多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)的应用场景。基于此，保证接收端(Receiver，RX)汇聚能量的发射端(Transmitter，TX)电流或电压最优调度问题成为了相应的研究热点。目前，MRC-WPT(磁耦合谐振式无线电能传输)相关的大多数已有的工作都集中在系统能量传输效率(Power Transfer Efficiency，PTE)最大化以及其变种方面。

目前，PTE最大化的上界已经被讨论并形成结论，所述结论均有一个共同点，即强TX-RX耦合会产生高PTE(隐含要求：充电系统TX端的电压不受限)。然而，在实际电压受限的系统中，则需要更关心RXs真实接收到的能量(Power Delivered to Load，PDL)而非系统的PTE。而且，现有系统的PTE最大化的方案并不能够保证PDL的最大化。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁谐振充电系统中提高能量传输总量的方法及系统，以解决现有技术中无法实现PDL的最大化的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种磁谐振充电系统中提高能量传输总量的方法，包括：

在磁谐振充电系统中，获取发送端和接收端的互感耦合值；

当确定所述互感耦合值不符合预定值时，则通过调整发送端的线圈大小或者调整发送端与接收端的距离的方式，调整发送端和接收端之间的互感耦合值，令其符合预定值；

基于调整后的发送端和接收端之间的互感耦合值进行能量传输。

所述调整发送端和接收端之间的互感耦合值的步骤包括：

在发送端建立线圈阵列，所述线圈阵列对应多个可以选择的阵列状态，不同的阵列状态对应线圈阵列中不同的有效线圈规模大小；

通过调整所述线圈阵列的阵列状态进行发送端和接收端之间的互感耦合值的调整。

当在磁谐振充电系统中包含多个接收端时，则在所述获取发送端和接收端的互感耦合值之前，该方法还包括：

获取多个接收端之间的互感耦合值，并根据所述多个接收端之间的互感耦合值，确定出互感耦合值超过预定值的强耦合接收端对：

为所述强耦合接收端对包含的接收端分别分配不同充电时间片，并仅允许其在为其分配的时间片内进行充电；