1.一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置,包括电能发射端(1-1)、电能接收端(2-1),其特征在于:
所述电能发射端包括发射线圈控制器(1)、发射线圈(2)、位置检测装置;
所述电能接收端包括接收线圈(7)、能量调理及转换电路(8)、负载(9);
所述发射线圈控制器(1)的输出端与发射线圈(2)电连接,所述能量调理及转换电路(8)的输入端与接收线圈(7)电连接;所述能量调理及转换电路(8)的输出端与负载(9)相连,所述发射线圈(2)和接收线圈(7)之间通过间隙相对设置实现非接触连接;
所述位置检测装置包括检测电路(3)、位置感应线圈(4)、处理电路(5)、信号输出部分(6),其中位置感应线圈(4)以“8”字形绕制在发射线圈(2)表面,其面积与发射线圈(2)的面积相同;
所述检测电路(3)的输出端与信号输出部分(6)的输入端之间通过处理电路(5)相连,所述检测电路(3)的输入端与位置感应线圈(4)电连接。
2.如权利要求1所述的一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置,其特征在于:所述负载(9)为直流负载,能量调理及转换电路(8)包括高频整流及滤波电路,所述高频整流及滤波电路采用控制整流过程的快恢复二极管、用来控制直流电压的DC-DC模块。
3.如权利要求1所述的一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置,其特征在于:所述负载(9)为交流负载,能量调理及转换电路(8)包括变频及变压电路,所述变频及变压电路为AC-DC-AC模块。
4.如权利要求2或3所述的一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置,其特征在于:所述位置感应线圈(4)为单匝或者多匝线圈,且位置感应线圈(4)的外形和发射线圈(2)的外形一致。
5.如权利要求4所述的一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置,其特征在于:所述发射线圈控制器(1)与电源相连,包括为发射线圈提供高频交流信号的整流电路和逆变电路。
6.如权利要求5所述的一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置,其特征在于:所述检测电路(3)采用电压峰值检测电路和差分放大电路降低外界因素对装置检测稳定性的影响;所述处理电路(5)包括ARM单片机、外围电路。
7.如权利要求6所述的一种采用磁场原理进行对位的无线充电装置,其特征在于:所述信号输出部分(6)为报警装置或显示器。
8.一种采用磁场原理进行对位的无线充电方法,其特征在于:在发射线圈与接收线圈之间产生高频交变磁场时,根据位置感应线圈的输出电压进行对位精确性的判断,利用位置感应线圈输出电压的大小判断发射线圈与接收线圈之间的距离,利用位置感应线圈输出电压的正负判断接收线圈相对于发射线圈移动的方向。
9.如权利要求8所述的一种采用磁场原理进行对位的无线充电方法,其特征在于:根据位置感应线圈的输出电压进行对位精确性的判断,具体采用以下步骤:
步骤1、对位置感应线圈的输出电压进行初始化;
步骤2、读取输出电压进行AD转换后的转换值,并进行数字滤波,得到输出电压的实际输出值;
步骤3、将输出电压的实际输出值与输出电压的基准值比较,得到两者差值;
步骤4、若差值绝对值大于阈值,则判断发射线圈与接收线圈之间未成功对位并进行对位调整,根据差值的大小判断发射线圈与接收线圈之间的距离,根据的正负判断接收线圈相对于发射线圈移动的方向,执行完调整后返回步骤2继续实时检测输出电压;若否则返回步骤2继续实时检测输出电压。
10.如权利要求9所述的一种采用磁场原理进行对位的无线充电方法,其特征在于:在步骤2中位置检测装置对于位置感应线圈的输出电压处理,具体采用如下步骤:
步骤21、检测位置感应线圈的输出电压的初始值;
步骤22、根据发射线圈与接收线圈之间的磁场强度,位置感应线圈感应出的电势差,经过检测电路进行差分放大、整流滤波、峰值检测,以及处理电路的AD转换后,电势差输入至MPU;
步骤23、MPU根据电势差与初始值之间的差值输出接收线圈的偏移方向和偏移距离,并对输出电压进行DA转换,在信号输出部分给出提示信号。