无线电能传输系统及其控制方法
【专利摘要】本发明公开一种无线电能传输系统，其包括：外部供电电源模块，用于将交流电转换为直流电；无线电能发射模块，所述无线电能发射模块与所述外部供电电源模块相连，所述无线电能发射模块包括发射谐振单元和电磁感应加热单元，所述发射谐振单元用于发射电磁波；控制模块，所述控制模块分别与所述无线电能发射模块和所述外部供电电源模块相连，用于输出控制信号以控制所述发射谐振单元进行发射所述电磁波，并控制所述电磁感应加热单元进行加热工作。该无线电能传输系统能够为相应的负载无线供电，并且自身也可以实现电磁感应加热，可以拓展电磁炉产品的功能，给人们的生活带来便利。本发明还公开了一种无线电能传输系统的控制方法。
【专利说明】无线电能传输系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁波无线供电【技术领域】，特别涉及一种无线电能传输系统以及一种 无线电能传输系统的控制方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，采用电磁感应原理进行无线供电是比较成熟的技术，尤其是在现有 的电磁炉产品中日益普及。其中，为了减少电池组和充电器的使用，逐渐发展使用感应式供 电装置来对感应式电器装置供电。也就是说，利用电磁感应的方式来产生电力，使放置于感 应式供电装置上的感应式电器装置得以受电运行。
[0003] 目前常用的是一种外接电源的感应充电板的方式，将待充电电器放置在感应充电 板上进行充电，但是这种方式需要另外购置与负载电器规格相匹配的各种充电板，使用起 来非常不便。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0005] 为此，本发明需要提出一种无线电能传输系统，能够为相应的负载无线供电，并且 自身也可以实现电磁感应加热，拓宽了电磁炉产品的功能，给人们的生活带来便利。
[0006] 此外，本发明还提出了一种无线电能传输系统的控制方法。
[0007] 为达到上述目的，本发明的一方面实施例提出的无线电能传输系统，包括：外部供 电电源模块，用于将交流电转换为直流电；无线电能发射模块，所述无线电能发射模块与 所述外部供电电源模块相连，所述无线电能发射模块包括发射谐振单元和电磁感应加热单 元，所述发射谐振单元用于发射电磁波；控制模块，所述控制模块分别与所述无线电能发射 模块和所述外部供电电源模块相连，用于输出控制信号以控制所述发射谐振单元进行发射 所述电磁波，并控制所述电磁感应加热单元进行加热工作。
[0008] 根据本发明实施例的无线电能传输系统，能够选择为相应的负载进行无线供电， 不再需要另外购置与负载电器规格相匹配的各种充电板，同时，自身也可以实现电磁感应 加热，从而可以拓展电磁炉产品的功能，给人们的生活带来方便。
[0009] 其中，所述无线电能传输系统包括至少一个负载模块，所述至少一个负载模块中 的每个负载模块包括无线电能接收子模块，所述无线电能接收子模块与所述无线电能发射 模块相匹配且相互独立设置，所述无线电能接收子模块包括接收谐振单元，所述接收谐振 单元用于接收所述发射谐振单元发射的所述电磁波，所述无线电能接收子模块将所述电磁 波转化为电能以为所述负载模块供电。
[0010] 在本发明的一个实施例中，所述控制模块包括：控制单元，所述控制单元与所述外 部供电电源模块相连，用于输出控制信号；驱动单元，所述驱动单元与所述控制单元相连， 用于根据所述控制信号生成驱动信号；开关单元，所述开关单元分别与所述驱动单元和所 述发射谐振单元相连，所述开关单元根据所述驱动信号控制所述发射谐振单元。
[0011] 其中，所述开关单元可以为IGBT、M0SFET、IEGT、GTR中的一种或多种的组合。
[0012] 在本发明的一个实施例中，所述控制模块还包括显示单元，所述显示单元与所述 控制单元相连。
[0013] 进一步地，所述发射谐振单元包括至少一个谐振子单元。并且，在所述谐振子单元 为多个时，多个所述谐振子单元相互串联连接或相互并联连接。
[0014] 具体地，所述至少一个谐振子单元包括串联或并联连接的发射线圈和发射谐振电 容。
[0015] 在本发明的一个实施例中，所述的无线电能传输系统还包括：第一检测模块，所述 第一检测模块与所述控制模块相连，用于对所述接收谐振单元进行检测以在检测到所述接 收谐振单元之后生成触发信号，并将所述触发信号发送至所述控制模块以使所述控制模块 控制所述无线电能发射模块开启。
[0016] 在本发明的另一个实施例中，所述的无线电能传输系统还包括：第二检测模块，所 述第二检测模块与所述至少一个负载模块相连，用于检测所述至少一个负载模块的工作状 态以生成工作状态信息；第一无线通信模块，所述第一无线通信模块与所述第二检测模块 相连，用于将所述工作状态信息转化为无线信号并发送；第二无线通信模块，所述第二无线 通信模块与所述控制模块相连，用于接收所述无线信号并生成所述工作状态信息，以及将 所述工作状态信息发送至所述控制模块。
[0017] 并且，所述控制模块根据所述工作状态信息调整所述控制信号的占空比。
[0018] 在本发明的一个实施例中，所述无线电能接收子模块还包括与所述接收谐振单元 相连的整流稳压单元。
[0019] 此外，本发明另一方面的实施例还提出了一种无线电能传输系统的控制方法，包 括如下步骤：
[0020] S1，所述外部供电电源模块将市电交流电转换为直流电，并且所述控制模块控制 将所述直流电转换为高频变化的交流电；
[0021] S2,选择所述无线电能传输系统的工作模式，其中，所述工作模式包括电磁感应加 热模式和无线供电模式；
[0022] S3,在所述电磁感应加热模式下，所述高频变化的交流电为所述电磁感应加热单 元供电，所述电磁感应加热单元进行加热工作；
[0023] S4,在所述无线供电模式下，所述无线电能发射模块将所述高频变化的交流电转 换为电磁波并进行发射。
[0024] 根据本发明实施例的无线电能传输系统的控制方法，能够选择进入相应的工作模 式，在无线供电模式下为相应的负载进行无线供电，不再需要另外购置与负载电器规格相 匹配的各种充电板，同时，在电磁感应加热模式下自身也可以实现电磁感应加热，从而可以 拓展电磁炉产品的功能，给人们的生活带来方便。
[0025] 在本发明的一个实施例中，在步骤S4之后，所述的无线电能传输系统的控制方法 还包括：S5,所述无线电能接收子模块接收所述无线电能发射模块发射的所述电磁波，并且 所述无线电能接收子模块将所述电磁波转化为电能以为负载模块供电，其中，所述无线电 能接收子模块与所述无线电能发射模块相匹配且相互独立设置。
[0026] 进一步地，在在步骤S5之后，所述的无线电能传输系统的控制方法还包括：S6,所 述第二检测模块检测负载模块的工作状态生成工作状态信息；S7,所述第一无线通信模块 将所述工作状态信息转变为无线信号并发送；S8,所述第二无线通信模块接收所述无线信 号信息，并生成所述工作状态信息，将该工作状态信息发送至所述控制模块；S9,所述控制 模块根据所述工作状态信息调整控制信号的占空比。
[0027] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0029] 图1为根据本发明实施例的无线电能传输系统的方框示意图；
[0030] 图2为根据本发明一个实施例的无线电能传输系统的结构示意图；
[0031] 图3为根据本发明另一个实施例的无线电能传输系统的结构示意图；
[0032] 图4为根据本发明一个实施例的无线电能传输系统中电磁加热装置的原理方框 图；
[0033] 图5A和图5B为谐振子单元的连接电路图；
[0034] 图6A和图6B为发射谐振单元的连接电路图；以及
[0035] 图7为根据本发明一个实施例的无线电能传输系统的控制方法流程图；
[0036] 图8为根据本发明另一个实施例的无线电能传输系统的控制方法流程图；
[0037] 图9为根据本发明另一个实施例的无线电能传输系统的控制方法流程图。
[0038] 附图标记：
[0039] 外部供电电源模块10、无线电能发射模块20、控制模块30和至少一个负载模块 40,交流电源201和整流滤波单元202,发射谐振单元21、电磁感应加热单元22、无线电能 接收子模块41、接收谐振单元42,控制单元31、驱动单元32和开关单元33、显示单元34， 第一检测模块50,第二检测模块60、第一无线通信模块70和第二无线通信模块80,负载电 路43,整流稳压单元44,电磁加热装置100,整流单元401和滤波单元402,扼流圈L0和第 一电容C0,发射线圈LI、L2和发射谐振电容Cl、C2。
【具体实施方式】
[0040] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0041] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且 目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重 复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此 夕卜，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到 其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 "上"的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0042] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语"安装"、"相连"、 "连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据 具体情况理解上述术语的具体含义。
[0043] 参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述 和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施 例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的 实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0044] 下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的无线电能传输系统。
[0045] 如图1所示，该无线电能传输系统包括外部供电电源模块10、无线电能发射模块 20、控制模块30。
[0046] 其中，外部供电电源模块10用于将交流电转换为直流电。也就是说，如图2所示， 外部供电电源模块10为有线电源模块，包括交流电源201和整流滤波单元202,即言，交流 电源201通过整流滤波单元202整流滤波后，转换为直流电进行输出。有线电源模块以有 线的方式与外部市电建立连接，为该无线电能传输系统提供电压。
[0047] 如图1所示，无线电能发射模块20与外部供电电源模块10相连，无线电能发射模 块20包括发射谐振单元21和电磁感应加热单元22,并且发射谐振单元21用于发射电磁 波。控制模块30分别与无线电能发射模块20和外部供电电源模块10相连，用于输出控制 信号以控制发射谐振单元21进行发射电磁波，并控制电磁感应加热单元22进行加热工作。
[0048] 也就是说，本发明实施例的无线电能传输系统通过发射谐振单元21进行发射电 磁波，具有无线供电的功能。同时，还能够通过电磁感应加热单元22进行加热工作。
[0049] 在本发明的一个实施例中，如图1所示，上述无线电能传输系统还包括至少一个 负载模块40。至少一个负载模块40中的每个负载模块均可以包括无线电能接收子模块41， 并且无线电能接收子模块41与无线电能发射模块20相匹配且相互独立无连接设置。其中， 无线电能接收子模块41包括接收谐振单元42,接收谐振单元42用于接收发射谐振单元21 发射的电磁波，并且无线电能接收子模块41将电磁波转化为电能以为负载模块40供电。
[0050] 也就是说，在本发明的实施例中，无线电能接收子模块41设置在所需无线供电的 电器例如电搅拌装置中，每个无线电能接收子模块41与无线电能发射模块20位置相互匹 配靠近时，二者发生电磁感应，在无线电能接收子模块41中产生感应电流，从而为电加热 装置中的负载电路供电，并且无线电能发射模块20与无线电能接收子模块41相互独立无 连接设置。
[0051] 进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2和图3所示，控制模块30包括控制单 元31、驱动单元32和开关单元33。其中，控制单元31与外部供电电源模块10相连，用于 输出控制信号。驱动单元32与控制单元31相连，用于根据控制信号生成驱动信号，而开关 单元33分别与驱动单元32和发射谐振单元21相连，开关单元33根据驱动单元32输出的 驱动信号控制发射谐振单元21。在本发明的一个示例中，控制单元31可以为MCU (Micro Controller Unit,微控制单元）。
[0052] 其中，开关单兀 33 为 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极 型晶体管）、MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化 层-半导体-场效晶体管)、IEGT (Injection Enhanced Gate Transistor，电子注入增强 栅晶体管)、GTR (Giant Transistor,电力晶体管)中的一种或多种的组合。也就是说，开关 单元33可以由η (η彡1)个功率半导体器件构成，功率半导体器件可以是IGBT、M0SFET、 IEGT、GTR或者其串并联组合形成的功率模块。
[0053] 优选地，在本发明的一个实施例中，当开关单元33为IGBT时，因为IGBT是复合全 控型电压驱动式功率半导体器件，因此兼有高输入阻抗和低导通压降两方面的优点。控制 单元31输出控制信号至驱动单元32,驱动单元32根据控制信号生成驱动信号，然后通过 IGBT控制发射谐振单元21工作。
[0054] 在本发明的一个实施例中，如图2和图3所示，控制模块30还包括显示单元34,显 示单元34与控制单元31相连，并且显示单元用于人机交互控制。
[0055] 在本发明的一个实施例中，发射谐振单元21包括至少一个谐振子单元（图中未示 出）。并且，在谐振子单元为多个时，多个谐振子单元可以是相互串联连接，或者是相互并联 连接的。具体地，至少一个谐振子单元包括串联或并联连接的发射线圈和发射谐振电容。
[0056] 具体地，谐振子单元的连接电路如图5A和图5B所示，谐振子单元可以是由一个发 射线圈L1与一个发射谐振电容C1并联组成，如图5A所示。或者，谐振子单元可以是由一 个发射线圈L1与两个发射谐振电容Cl、C2并联组成，如图5B所示。
[0057] 如图6A所示，发射谐振单元21可以为多个谐振子单元串联组成。如图6B所示， 发射谐振单元21可以为多个谐振子单元并联组成。
[0058] 同样地，在本发明的实施例中，接收谐振单元42也可以包括多个相互串联或相互 并联连接的接收谐振子单元，并且接收谐振子单元同样也可以包括串联或并联连接的接收 线圈和接收储能电容。
[0059] 当然，在本发明的一个示例中，不管是发射谐振单元21还是接收谐振单元42,还 可以是一个电感和多个电容并联形成的振荡电路。并且，该无线电能传输系统也可以设置 多个发射谐振单元21，可以同时为多个电器供电。
[0060] 在本发明的一个实施例中，如图2所示，该无线电能传输系统还包括第一检测模 块50。其中，第一检测模块50与控制模块30相连，用于对接收谐振单元42进行检测以在 检测到接收谐振单元42之后生成触发信号，并将触发信号发送至控制模块30以使控制模 块30控制无线电能发射模块20开启。例如，第一检测模块50可以是负载检测模块，该负 载检测模块设置在无线电能发射模块20 -端，与MCU直接电连接，向MCU发送状态信息。 其中，该负载检测模块可以是一个小功率的谐振线圈，用于感知接收谐振单元42的状态信 息。并且，该谐振线圈持续向外发送电磁波，用于检测接收谐振单元42是否存在，若存在合 适的接收谐振单元42时，则向MCU发出触发信号，MCU启动并控制发送谐振单元21开始工 作。
[0061] 在本发明的另一个实施例中，如图3所示，该无线电能传输系统还包括第二检测 模块60、第一无线通信模块70和第二无线通信模块80。其中，第二检测模块60与至少一 个负载模块40相连，用于检测至少一个负载模块40的工作状态以生成工作状态信息。第 一无线通信模块70与第二检测模块60相连，用于将工作状态信息转化为无线信号并进行 发送。第二无线通信模块80与控制模块30相连，并且第二无线通信模块80与第一无线通 信模块70之间相互进行无线通信，第二无线通信模块80用于接收无线信号并生成工作状 态信息，以及将工作状态信息发送至控制模块30。
[0062] 其中，工作状态信息可以包括接收谐振单元42是否存在、接收谐振单元42的位置 是否放置正确、接收谐振单元42的功率以及工作异常情况等信息。若以上信息均无误，则 向控制模块30发出供电信号，控制无线电能发射模块20正常工作，否则无线电能发射模块 20不工作。
[0063] 在本发明的一个实施例中，控制模块30根据工作状态信息调整控制信号的占空 t匕。即言，控制模块30中的控制单元31根据至少一个负载模块40的工作状态信息控制发 射谐振单兀21的输出功率。
[0064] 也就是说，在本实施例中，第二检测模块60用于检测至少一个负载模块40中负载 电路43的工作状态以及检测该负载电路43启动时所需的电力，该负载信息通过第一无线 通信模块70以无线通信方式发送给第二无线通信模块80,第二无线通信模块80将其发送 至控制模块30中的控制单元31，控制单元31进而控制驱动单元32,调节发射谐振单元21 输出与负载电路43相适配的功率。
[0065] 在本发明的一个实施例中，如图2和图3所示，无线电能接收子模块41还包括与 接收谐振单元42相连的整流稳压单元44。该整流稳压单元44接入负载电路43,为负载电 路43供电。
[0066] 具体地，在本发明的一个实施例中，如图4所示，外部供电电源模块10、无线电能 发射模块20和控制模块30,并且无线电能发射模块20包括电磁感应加热单元22 (图中未 示出），当选择电磁感应加热模式时，构成电磁加热装置100。该电磁加热装置100的原理如 下：
[0067] 交流电源201经整流滤波单元202中的整流单元401整流后，转换为直流电，直流 电通过整流滤波单元202中的滤波单元402进行平滑滤波，即通过扼流圈L0和电容C0的 平滑滤波后，将相对平稳的直流电供向无线电能发射模块20中的电磁感应加热单元22,其 中，发射谐振单元21中的发射线圈L2和发射谐振电容C2组成L2、C2振荡回路，从而在发 射线圈L2上产生交变磁场。
[0068] 在本实施例中，开关单元33采用IGBT，IGBT有三个电极，分别称为栅极G、集电 极C及发射极E。当IGBT的C极电压为0V时，IGBT导通，此时的发射线圈L2进行储能， 当IGBT由导通到截止时，此时由于发射线圈L2的作用，电流还会沿着先前的方向流动，由 于IGBT关断，发射线圈L2只能对发射谐振电容C2充电，从而引起C极电压升高，随充电电 流变小直至为零时，C极电压最高。从这个时候开始，发射谐振电容C2开始经发射线圈L2 放电，此时C极电压变低，当C极电压降低到0V时，控制单元31就会检测到这个数值，此时 IGBT再次打开，从而形成振荡。
[0069] 在本实施例中，发射线圈L2与发射谐振电容C2构成发射谐振单元21，形成高频变 化的磁场，当有接收谐振单元42与其靠近时，由于电磁感应作用，会在接收谐振单元42中 产生电流，从而为至少一个负载模块40中的负载电路43供电。
[0070] 本发明实施例中的电磁感应加热装置100,可以应用到为电磁炉、电磁灶等家用电 器，使之作为一个无线供电器，为负载模块例如厨房电器中的豆浆机、搅拌机等电器供电， 从而拓展了电磁炉产品的功能，使之变为一个可无线供电的家庭电源平台。
[0071] 根据本发明实施例的无线电能传输系统，能够选择为相应的负载模块进行无线供 电，不再需要另外购置与负载电器规格相匹配的各种充电板，同时，自身也可以实现电磁感 应加热，从而可以拓展电磁炉产品的功能，给人们的生活带来方便。
[0072] 图7为本发明一个实施例的无线电能传输系统的控制方法的流程图。
[0073] 如图7所示，该无线电能传输系统的控制方法包括如下步骤：
[0074] S1，外部供电电源模块将市电交流电转换为直流电，并且控制模块控制将直流电 转换为高频变化的交流电。
[0075] S2,选择无线电能传输系统的工作模式，其中，工作模式包括电磁感应加热模式和 无线供电模式。
[0076] S3,在电磁感应加热模式下，高频变化的交流电为电磁感应加热单元供电，电磁感 应加热单元进行加热工作。
[0077] S4,在无线供电模式下，无线电能发射模块将高频变化的交流电转换为电磁波并 进行发射。
[0078] 在该实施例中，无线电能传输系统根据用户选择的工作模式，持续性的向外发射 电磁波，负载模块可以放置在靠近无线电能发射模块的位置，便能接收到电磁波为负载电 路供电。但是这种方式较为简单，对负载电路没有检测，持续性的发送电磁波，不利于节能。
[0079] 其中，如图8所示，在本发明的一个优选实施例中，增加一个触发步骤，在无线供 电模式下，上述步骤S4包括：
[0080] S41，所述第一检测模块检测所述接收谐振单元，并且在步骤S410中，判断是否存 在\匹配所述接收谐振单元。如果是，进入步骤S411，即检测到接收谐振单元时，第一检测 模块生成触发信号并发送至所述控制模块，然后进入下一步骤S42 ;如果否，返回步骤S41， 继续检测。
[0081] S42,所述控制模块接收到触发信号，开启所述无线电能发射模块；
[0082] S43,所述无线电能发射模块将所述高频变化的交流电转换为电磁波并进行发射。
[0083] 在该实施例中，有第一检测模块对接收谐振单元进行检测，这个过程可使无线电 能传输系统减少浪费电能。
[0084] 并且，在本发明的一个实施例中，在步骤S4之后，该无线电能传输系统的控制方 法还包括如下步骤：
[0085] S5,无线电能接收子模块接收无线电能发射模块发射的电磁波，并且无线电能接 收子模块将电磁波转化为电能以为负载模块供电，其中，无线电能接收子模块与无线电能 发射模块相匹配且相互独立设置。
[0086] 如图9所示，在本发明另一个优选的实施例中，无线电能传输系统包括第一无线 通信模块和第二无线通信模块以及第一检测模块和第二检测模块，对负载状态的检测进行 即时通讯和反馈，也即在步骤S5之后还包括：
[0087] S6,第二检测模块检测负载模块的工作状态生成工作状态信息；
[0088] S7,第一无线通信模块将所述工作状态信息转变为无线信号并发送；
[0089] S8,第二无线通信模块接收所述无线信号信息，并生成所述工作状态信息，将该工 作状态信息发送至所述控制模块；
[0090] S9,所述控制模块根据所述工作状态信息调整控制信号的占空比。
[0091] 根据本发明实施例的无线电能传输系统的控制方法，能够选择进入相应的工作模 式，在无线供电模式下为相应的负载进行无线供电，不再需要另外购置与负载电器规格相 匹配的各种充电板，同时，在电磁感应加热模式下自身也可以实现电磁感应加热，从而可以 拓展电磁炉产品的功能，给人们的生活带来方便。
[0092] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[〇〇93] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1. 一种无线电能传输系统，其特征在于，包括： 外部供电电源模块，用于将交流电转换为直流电； 无线电能发射模块，所述无线电能发射模块与所述外部供电电源模块相连，所述无线 电能发射模块包括发射谐振单元和电磁感应加热单元，所述发射谐振单元用于发射电磁 波； 控制模块，所述控制模块分别与所述无线电能发射模块和所述外部供电电源模块相 连，用于输出控制信号以控制所述发射谐振单元进行发射所述电磁波，并控制所述电磁感 应加热单元进行加热工作。
2. 如权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述控制模块包括： 控制单元，所述控制单元与所述外部供电电源模块相连，用于输出控制信号； 驱动单元，所述驱动单元与所述控制单元相连，用于根据所述控制信号生成驱动信 号； 开关单元，所述开关单元分别与所述驱动单元和所述发射谐振单元相连，所述开关单 元根据所述驱动信号控制所述发射谐振单元。
3. 如权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述无线电能传输系统包括 至少一个负载模块，所述至少一个负载模块中的每个负载模块包括无线电能接收子模块， 所述无线电能接收子模块与所述无线电能发射模块相匹配且相互独立设置，所述无线电能 接收子模块包括接收谐振单元，所述接收谐振单元用于接收所述发射谐振单元发射的所述 电磁波，所述无线电能接收子模块将所述电磁波转化为电能以为所述负载模块供电。
4. 如权利要求2所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述开关单元为IGBT、 MOSFET、IEGT、GTR中的一种或多种的组合。
5. 如权利要求2所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述控制模块还包括显示单 元，所述显示单元与所述控制单元相连。
6. 如权利要求1所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述发射谐振单元及电磁感 应加热单元分别包括至少一个谐振子单元。
7. 如权利要求6所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述谐振子单元为多个，多个 所述谐振子单元相互串联连接或相互并联连接。
8. 如权利要求6所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述至少一个谐振子单元包 括串联或并联连接的发射线圈和发射谐振电容。
9. 如权利要求3所述的无线电能传输系统，其特征在于，还包括： 第一检测模块，所述第一检测模块与所述控制模块相连，用于对所述接收谐振单元进 行检测以在检测到所述接收谐振单元之后生成触发信号，并将所述触发信号发送至所述控 制模块以使所述控制模块控制所述无线电能发射模块开启。
10. 如权利要求3所述的无线电能传输系统，其特征在于，还包括： 第二检测模块，所述第二检测模块与所述至少一个负载模块相连，用于检测所述至少 一个负载模块的工作状态以生成工作状态信息； 第一无线通信模块，所述第一无线通信模块与所述第二检测模块相连，用于将所述工 作状态信息转变为无线信号并发送； 第二无线通信模块，所述第二无线通信模块与所述控制模块相连，用于接收所述无线 信号并生成所述工作状态信息，以及将所述工作状态信息发送至所述控制模块。
11. 如权利要求10所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述控制模块根据所述工 作状态信息调整所述控制信号的占空比。
12. 如权利要求3所述的无线电能传输系统，其特征在于，所述无线电能接收子模块还 包括与所述接收谐振单元相连的整流稳压单元。
13. -种如权利要求1-12任一项所述的无线电能传输系统的控制方法，其特征在于， 包括如下步骤： S1，所述外部供电电源模块将市电交流电转换为直流电，并且所述控制模块控制将所 述直流电转换为高频变化的交流电； 52, 选择所述无线电能传输系统的工作模式，其中，所述工作模式包括电磁感应加热模 式和无线供电模式； 53, 在所述电磁感应加热模式下，所述高频变化的交流电为所述电磁感应加热单元供 电，所述电磁感应加热单元进行加热工作； 54, 在所述无线供电模式下，所述无线电能发射模块将所述高频变化的交流电转换为 电磁波并进行发射。
14. 如权利要求13所述的无线电能传输系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S4包 括： S41，所述第一检测模块检测所述接收谐振单元是否存在，当检测到接收谐振单元时， 生成触发信号并发送至所述控制模块； 542, 所述控制模块接收到触发信号，并开启所述无线电能发射模块； 543, 所述无线电能发射模块将所述高频变化的交流电转换为电磁波并进行发射。
15. 如权利要求13所述的无线电能传输系统的控制方法，其特征在于，在步骤S4之后， 还包括： 55, 所述无线电能接收子模块接收所述无线电能发射模块发射的所述电磁波，并且所 述无线电能接收子模块将所述电磁波转化为电能以为负载模块供电，其中，所述无线电能 接收子模块与所述无线电能发射模块相匹配且相互独立设置。
16. 如权利要求15所述的无线电能传输系统的控制方法，其特征在于，在步骤S5之后， 还包括： 56, 所述第二检测模块检测负载模块的工作状态生成工作状态信息； 57, 所述第一无线通信模块将所述工作状态信息转变为无线信号并发送； 58, 所述第二无线通信模块接收所述无线信号信息，并生成所述工作状态信息，将该工 作状态信息发送至所述控制模块； 59, 所述控制模块根据所述工作状态信息调整控制信号的占空比。
【文档编号】H02J17/00GK104113143SQ201310139676
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月19日 优先权日:2013年4月19日
【发明者】毛宏建, 肖桂良, 林娜 申请人:美的集团股份有限公司, 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司