无线电能的传输方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线电能的传输方法，用于包含多个发射线圈的无线电能的发射端，该传输方法包括：获取负载的当前功率；在多个预定的功率范围中查找与当前功率相匹配的功率范围，从而确定目标功率范围；将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈。本发明通过根据负载的当前功率对发射线圈进行相应的切换，从而使发射端的当前发射线圈与负载的当前功率相匹配，进而提高无线电能传输系统在负载的整个功率段的传输效率。
【专利说明】无线电能的传输方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线电能领域，具体来说，涉及一种无线电能的传输方法和装置。
【背景技术】
[0002]目前的无线电能传输系统主要包括发射端系统和接收端系统，在系统进行无线电能的传输时，主要是通过发射端的原边线圈激发的高频磁场在接收端的副边线圈中引起电磁感应，从而使副边线圈产生电压，进而来完成无线电能的传送。
[0003]但是，现有的无线电能传输系统主要是通过单一的原边线圈向单一的副边线圈进行能量传输，由副边线圈接收能量并转化为电能，并通过整流滤波后给负载(例如各种类型的电器)进行供电。
[0004]也就是说，在现有的无线电能传输系统中，无论负载在不同的工作状态(例如待机状态、正常工作状态)下的工作功率如何变化，发射端系统均不会对向接收端系统发射的能量进行调整，例如，此时负载处于待机状态，功率较低，但是，发射端系统仍然按照原边线圈的供电参数进行大功率的能量传输，但是，接收端此时只需要小功率的能量，而发射端系统却仍然按照大功率的参数进行能量的发射，而这显然会降低能量的传输效率，也就是说，现有的无线电能传输系统尚不能实现在负载的整个功率段均保持较高的能量传输效率。
[0005]而针对相关技术中在不同功率段所存在的无线电能传输效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006]而针对相关技术中在不同功率段所存在的无线电能传输效率低的问题，本发明提出一种无线电能的传输方法和装置，能够根据负载的当前功率对发射线圈进行相应的切换，从而使发射端的当前发射线圈与负载的当前功率相匹配，进而提高无线电能传输系统在负载的整个功率段的供能效率。
[0007]本发明的技术方案是这样实现的:
[0008]根据本发明的一个方面，提供了一种无线电能的传输方法，用于包含多个发射线圈的无线电能的发射端。
[0009]该传输方法包括:
[0010]获取负载的当前功率；
[0011]在多个预定的功率范围中查找与当前功率相匹配的功率范围，从而确定目标功率范围；
[0012]将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈。
[0013]其中，多个发射线圈与多个预定的功率范围一一对应。
[0014]此外,在将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈的情况下，该传输方法进一步包括:
[0015]将发射端的当前供电参数调整为与目标发射线圈的谐振频率、负载的当前功率相匹配的供电参数。
[0016]另外,在将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈之前，该传输方法进一步包括:
[0017]将当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率进行对比，得到对比结果;
[0018]在根据对比结果确定当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率不同的情况下，将发射端的当前发射线圈切换为目标发射线圈。
[0019]根据本发明的另一方面，提供了一种无线电能的传输装置，用于包含多个发射线圈的无线电能的发射端。
[0020]该传输装置包括:
[0021]获取模块，用于获取负载的当前功率；
[0022]查找模块，用于在多个预定的功率范围中查找与当前功率相匹配的功率范围，从而确定目标功率范围；
[0023]切换模块，用于将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈。
[0024]其中，多个发射线圈与多个预定的功率范围一一对应。
[0025]此外，该传输装置进一步包括调整模块，用于在将所述发射端的当前发射线圈切换为对应所述目标功率范围的目标发射线圈的情况下，将所述发射端的当前供电参数调整为与所述目标发射线圈的谐振频率、所述负载的当前功率相匹配的供电参数。
[0026]另外，该传输装置进一步包括:
[0027]对比模块，用于在将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈之前，将当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率进行对比，得到对比结果;
[0028]切换模块可进一步用于在根据对比结果确定当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率不同的情况下，将发射端的当前发射线圈切换为目标发射线圈。
[0029]本发明通过根据负载的当前功率对发射线圈进行相应的切换，从而使发射端的当前发射线圈与负载的当前功率相匹配，进而提高无线电能传输系统在负载的整个功率段的传输效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是根据本发明实施例的无线电能的传输方法的流程图；
[0032]图2是根据本发明实施例的无线电能传输系统的原理图；
[0033]图3是根据本发明实施例的发射端的线圈选择电路的电路图；
[0034]图4是根据本发明一具体实施例的无线电能的传输方法的流程图；
[0035]图5是根据本发明实施例的线电能的传输装置的框图。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]根据本发明的实施例，提供了一种无线电能的传输方法，用于包含多个发射线圈的无线电能的发射端。
[0038]如图1所示，根据本发明实施例的无线电能的传输方法包括:
[0039]步骤S101，获取负载的当前功率；
[0040]步骤S103，在多个预定的功率范围中查找与当前功率相匹配的功率范围，从而确定目标功率范围；
[0041 ] 步骤S105，将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈。
[0042]通过本发明的上述方案，能够根据负载的当前功率对发射线圈进行相应的切换，从而使发射端的当前发射线圈与负载的当前功率相匹配，进而提高无线电能传输系统在负载的整个功率段的传输效率。
[0043]在上述实施例中，无线电能传输系统的工作原理可参照图2，其中，从图2中可以看出，当整个系统进行工作时，在现有技术中是通过由单一的原边线圈向副边线圈传输能量，然后，副边线圈接收能量并转化为电能，并通过整流滤波后对负载(各类电器)进行供电的方式来实现无线电能传输的，但是从图2中可以看出，根据本发明的实施例的无线电能的传输方法中，在发射端设置了对应负载多个功率范围的多个原边线圈(即发射线圈)，而在对负载进行无线电能传输时，使用哪个原边线圈为其发射能量则有发射端的线圈选择电路来选择，其中，在一个实施例中，线圈选择电路的电路图可参照图3，那么借助于图3所示的线圈选择电路可以实现发射端当前发射线圈的选择，从而选择一个与负载的当前功率相匹配的发射线圈来对负载进行供电，进而提高无线电能的传输效率。
[0044]但是，值得注意的是，虽然在本例中发射端仅设置了两个不同功率范围的原边线圈，但是在实际应用中，本发明对于发射端的发射线圈的数量并不做限定，本发明的技术方案所限定的是不同的发射线圈可对应负载的多个工作功率范围。
[0045]其中，在本实施例中，发射端所采用的两个发射线圈的绕组设计并不相同，其中，第一发射线圈为绕组较多的线圈，第二发射线圈为绕组较少的线圈，并且，在本实施例中，第一发射线圈在负载处于大功率范围(例如100w?1500?)的工作状态(例如正常工作状态)下进行工作，而第二发射线圈则在负载处于小功率范围(例如300--800?)的工作状态(例如待机状态)下进行工作，但是在实际应用中，接收端的负载可能并不仅仅只有两种工作功率，其可能存在对应多种工作功率的工作状态，那么，就可在发射端设置多个与负载的不同工作功率相对应的发射线圈，即，根据负载的不同工作功率对每个发射线圈的谐振参数(即，绕组以及谐振电容)进行不同的设计，从而多个发射线圈的谐振参数是与负载的不同工作功率一一对应的，而由于发射线圈的谐振参数与谐振频率是一一对应的，因此，实质上可使多个发射线圈的谐振频率与负载的不同工作功率--对应,从而实现对负载在不同工作功率下的合理供电。
[0046]而在上述实施例中，是通过将多个发射线圈的谐振频率与负载的不同工作功率一一对应的方式来实现对负载在不同工作功率下的供电的，那么为了增强发射线圈对负载供电的灵活性，在一个实施例中，还可将发射端的多个发射线圈与多个预定的功率范围一一对应，即，将发射端的多个发射线圈的谐振频率与多个预定的功率范围来一一对应，这样就可使一个发射线圈不仅仅可以对某一工作功率下的负载供电，还可对某一个工作功率范围下的负载进行供电，从而提高了发射线圈对负载供电的灵活性。
[0047]其中，对于该多个预定的功率范围来说，其可根据负载的不同工作功率进行不同的设计，在本例中的设计方式则为使负载的每个工作功率均在落在每个预定的功率范围之内，那么当负载在不同工作功率的工作状态下进行工作状态的切换时，系统能够灵活的选择与负载的当前功率相匹配的功率范围的发射线圈，从而既增强了无线电能传输的灵活性，又满足了负载多个功率的无线电能传输的高效性。
[0048]而在本实施例中，如图4所示，为了提高对负载的供电效率，发射端系统在初始化时，线圈选择电路默认选择线圈匝数较少的第二发射线圈作为当前发射线圈，并根据第二发射线圈的谐振参数设定发射端的驱动频率，即，谐振频率，从而使第二发射线圈在该驱动频率下进行磁力线的发射，实现无线电能的传输；
[0049]而在无线电能的传输过程中，为了避免负载的工作功率发生变化所导致的发射端的发射线圈未及时切换的问题，在本实施例中，发射端会实时获取负载的当前功率，具体的，发射端可通过通信模块获取接收端的副边电路反馈的负载的当前功率的信息；
[0050]然后，发射端就可根据获取的负载的当前功率来判断负载的工作状态，具体的，发射端可在多个预定的功率范围中查找与当前功率相匹配的功率范围，从而确定为负载进行供电的目标功率范围；并将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈；
[0051]而为了避免发射线圈的不必要切换，即，当前发射线圈所对应的功率范围是与负载的当前工作功率相匹配的情况，那么在一个实施例中，就可在将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈之前，进行相应的判断，具体的，将当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率进行对比，得到对比结果，因为，如果对比结果为当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率相同的情况下，则表明当前发射线圈的供电参数是与负载的当前工作功率相匹配的，无需进行发射线圈的切换，即，负载当前的工作状态是处于待机状态或带载小功率状态，那么发射端将保持原工作状态不变；但是如果根据对比结果确定当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率不同，那么则表明当前发射线圈的供电参数与负载的当前工作功率不匹配，那么系统则会将发射端的当前发射线圈切换为目标发射线圈。
[0052]此外,在另一个实施例中，在将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈的情况下，该传输方法还可包括:将发射端的当前供电参数调整为与目标发射线圈的谐振频率、负载的当前功率相匹配的供电参数，从而实现高效率的无线电能传输。
[0053]在上述实施例中，当负载处于工作状态时，系统就采用第一发射线圈(即，大线圈)供电；当负载处于待机状态时，系统就采用第二发射线圈(即，小线圈)供电，基于负载的当前功率，对发射端的发射线圈进行相应的切换，从而充分提高无线电力传输系统在整个功率段的效率，尤其是可以提高小功率段的效率。
[0054]通过以上描述可知，本发明可在负载的不同工作状态下采用不同的发射线圈，从而使得当前的发射线圈的谐振频率与负载的当前工作功率相匹配，并在不同发射线圈的状态下，基于当前发射线圈的谐振频率对发射端的供电参数进行调整，从而实现了对在不同工作状态下的负载(主要是系统带载不同)的高效率无线电力传输。
[0055]此外，通过本发明的上述技术方案可以看出，本发明主要是通过将不同的发射线圈对应不同谐振频率的方式来实现对不同工作功率下的负载进行高效供电的，那么如果由于条件的限制无法实现发射线圈的正确切换，或者使用者不想采用切换线圈的方式来实现对不同工作功率下的负载进行高效供电，那么在一个实施例中，本发明还提出了一种通过调整当前发射线圈的谐振参数(即，线圈绕组以及谐振电容)的方式来实现对不同工作功率下的负载的高效供电，具体原理则为，由于负载的不同工作功率与发射线圈的谐振频率是一一对应的，而发射线圈侧的谐振频率与发射线圈的谐振参数是一一对应的，因此，只需通过调整当前发射线圈的谐振参数的方式来实现发射线圈的谐振频率的调整，从而使调整后的谐振频率与负载的当前工作功率匹配，进而实现对不同工作功率下的负载的高效率供电。
[0056]根据本发明的实施例，还提供了一种无线电能的传输装置，用于包含多个发射线圈的无线电能的发射端。
[0057]如图5所示，根据本发明实施例的无线电能的传输装置包括:
[0058]获取模块51，用于获取负载的当前功率；
[0059]查找模块52，用于在多个预定的功率范围中查找与当前功率相匹配的功率范围，从而确定目标功率范围；
[0060]切换模块53，用于将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈。
[0061]其中，在一个实施例中，多个发射线圈与多个预定的功率范围一一对应。
[0062]此外，根据本发明实施例的传输装置可进一步包括调整模块(未示出)，用于在将所述发射端的当前发射线圈切换为对应所述目标功率范围的目标发射线圈的情况下，将所述发射端的当前供电参数调整为与所述目标发射线圈的谐振频率、所述负载的当前功率相匹配的供电参数。
[0063]另外，根据本发明实施例的传输装置进一步包括:
[0064]对比模块(未示出)，用于在将发射端的当前发射线圈切换为对应目标功率范围的目标发射线圈之前，将当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率进行对比，得到对比结果；
[0065]切换模块53可进一步用于在根据对比结果确定当前发射线圈的谐振频率和目标发射线圈的谐振频率不同的情况下，将发射端的当前发射线圈切换为目标发射线圈。
[0066]综上所述，借助于本发明的上述技术方案，基于负载的不同工作状态设置多个与之相应的发射线圈，并针对负载在不同工作状态下的功率对多个发射线圈的谐振参数进行不同的设计，从而实现了不同的发射线圈与负载不同的工作状态相匹配；当负载的工作功率变化时，发射端可针对负载的当前功率对当前发射线圈进行相应的切换，并将发射端的当前供电参数调整为与当前发射线圈的谐振频率以及负载的当前工作功率相匹配的供电参数，从而可以充分提高无线电力传输系统在负载的整个功率段的传输效率，尤其是可以提高小功率段的效率。
[0067]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种无线电能的传输方法，其特征在于，用于包含多个发射线圈的无线电能的发射端，包括: 获取负载的当前功率； 在多个预定的功率范围中查找与所述当前功率相匹配的功率范围，从而确定目标功率范围； 将所述发射端的当前发射线圈切换为对应所述目标功率范围的目标发射线圈。
2.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述多个发射线圈与所述多个预定的功率范围 对应。
3.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，在将所述发射端的当前发射线圈切换为对应所述目标功率范围的目标发射线圈的情况下，所述传输方法进一步包括: 将所述发射端的当前供电参数调整为与所述目标发射线圈的谐振频率、所述负载的当前功率相匹配的供电参数。
4.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，在将所述发射端的当前发射线圈切换为对应所述目标功率范围的目标发射线圈之前，所述传输方法进一步包括: 将所述当前发射线圈的谐振频率和所述目标发射线圈的谐振频率进行对比，得到对比结果; 在根据所述对比结果确定所述当前发射线圈的谐振频率和所述目标发射线圈的谐振频率不同的情况下，将所述发射端的所述当前发射线圈切换为所述目标发射线圈。
5.一种无线电能的传输装置，其特征在于，用于包含多个发射线圈的无线电能的发射端，包括: 获取模块，用于获取负载的当前功率； 查找模块，用于在多个预定的功率范围中查找与所述当前功率相匹配的功率范围，从而确定目标功率范围； 切换模块，用于将所述发射端的当前发射线圈切换为对应所述目标功率范围的目标发射线圈。
6.根据权利要求5所述的传输装置，其特征在于，所述多个发射线圈与所述多个预定的功率范围 对应。
7.根据权利要求5所述的传输装置，其特征在于，所述传输装置进一步包括调整模块，用于在将所述发射端的当前发射线圈切换为对应所述目标功率范围的目标发射线圈的情况下，将所述发射端的当前供电参数调整为与所述目标发射线圈的谐振频率、所述负载的当前功率相匹配的供电参数。
8.根据权利要求5所述的传输装置，其特征在于，所述传输装置进一步包括: 对比模块，用于在将所述发射端的当前发射线圈切换为对应所述目标功率范围的目标发射线圈之前，将所述当前发射线圈的谐振频率和所述目标发射线圈的谐振频率进行对t匕，得到对比结果； 所述切换模块进一步用于在根据所述对比结果确定所述当前发射线圈的谐振频率和所述目标发射线圈的谐振频率不同的情况下，将所述发射端的所述当前发射线圈切换为所述目标发射线圈。
【文档编号】H02J17/00GK104348263SQ201410605317
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】孙会, 龙海岸, 娄兵兵 申请人:青岛众海汇智能源科技有限责任公司