一种支持多负载的无线充电动态控制设备及其控制方法与流程

文档序号:14010196阅读:159来源:国知局
一种支持多负载的无线充电动态控制设备及其控制方法与流程

本发明属于无线充电技术领域,具体涉及一种支持多负载的无线充电动态控制设备及其控制方法。



背景技术:

随着智能手机、可穿戴设备的普及,使用电源线、数据线进行充电的方式已经无法满足智能设备爆炸式增长的数量,无线充电在近几年得到了飞速的发展,而无线充电系统对多负载设备充电的能力成为当前最为迫切的需求。对于无线充电系统来说,传输效率是衡量无线充电系统性能的第一指标,对有效判断负载设备功率传输的需求、合理分配发射侧对负载设备传输的功率,构建高效可复用的系统架构,是提高系统传输效率的关键,也是改善产品体验的有效方法。

对多设备无线充电系统的现有结构一般为:将功率发射子模块与单独的线圈一一连接构建为单独的发射模块,一个或多个功率模块通过并联的方式向负载设备传输功率。在单个功率发射模块无法满足传输功率的时候,需要启用另一个发射模块,既浪费了资源又限制了系统整体的传输效率。

对多设备无线充电系统的现有控制方法一般为:根据负载设备当前电量、功率传输要求等信息建立功率发射优先级、进行功率传输。这种方法忽略了功率发射侧的工作状态、当前的温度状态及电源模块能够提供的总功率,对传输总功率超过系统传输最高功率的情况缺乏预判,或者由于传输功率值相对于该位置当前温度值偏大,导致较短时间的大功率传输之后即触发温度报警,系统无法持续工作,频繁中断功率传输,降低了系统的工作效率,也会给用户带来糟糕的产品体验。

对多设备无线充电现有的线圈方案一般为:采用单层平面排布的线圈阵列,阵列中的线圈为矩形或圆形。采用这种排布方式的系统对不同位置负载线圈的耦合系数会产生很大的偏差,且负载设备的小移动都可能导致接收功率很大的变化,降低系统传输效率,甚至可能造成电路损坏,导致产生安全隐患。

因此,现有的无线充电系统存在以下问题:结构成本高;复用性及灵活性差;传输功率分配不合理,系统工作效率低,功率传输过程易中断,产品体验差;系统的功率传输对负载设备位置要求高,且负载设备摆放位置对系统传输效率影响很大。



技术实现要素:

本发明针对多负载同时充电的应用,旨在通过提高系统架构的可复用性降低系统成本,提高系统应用的灵活性,提供一种支持多负载的无线充电动态控制设备及其控制方法,实现对系统资源的合理分配,提高系统传输效率,改善产品体验、安全性与可靠性;通过改变线圈阵列结构及参数,能够减小线圈阵列与负载线圈间耦合系数的偏差。

本发明提供一种支持多负载的无线充电动态控制设备,包括功率发射电路组、多路复用器、微控制器、信息检测电路、电源模块以及线圈阵列,所述电源模块连接信息检测电路,所述信息检测电路连接微控制器和功率发射电路组,所述微控制器连接多路复用器和功率发射电路组,所述多路复用器一侧连接功率发射电路组,另一侧连接线圈阵列中的各个线圈,通过信息检测电路的检测信息,利用微控制器,对功率发射电路组与线圈阵列匹配,动态调整负载设备的功率传输。

进一步地,所述线圈阵列包括多个线圈,所述线圈之间相互交叠的面积在30%~50%之间,线圈内半径交叠范围在20%~35%之间,且每个线圈与至少两个线圈有交叠。

进一步地,所述功率发射电路组包括多个功率发射子电路,所述多个功率发射子电路均连接多路复用器、微控制器以及信息检测电路。

进一步地,所述线圈的个数不少于所述功率发射子电路的个数。

进一步地,所述功率发射子电路包括逆变器电路、第一mcu、存储单元a、开关、电阻a、电阻b、数据转换器a、通道选择器a、比较器a和参考电压调节电路a;

所述信息检测电路通过开关、电阻a分别连接数据转换器a、第一mcu、存储单元a、比较器a、参考电压调节电路a,所述信息检测电路还顺次通过电阻a与电阻b连接逆变器电路;所述第一mcu连接逆变器电路、数据转换器a、比较器a、参考电压调节电路a以及存储单元a;所述通道选择器a具有分别连接电阻a与信息检测电路之间的节点、电阻b与逆变器电路之间的节点、电阻a与电阻b之间的节点、外接热敏电阻的端口的通道,且所述通道选择器a通过数据转换器a连接第一mcu;所述比较器a连接所述外接热敏电阻的端口以及参考电压调节电路a。

进一步地,所述信息检测电路包括通道选择器b、通道选择器c、第二mcu、存储单元b、数据转换器b、参考电压调节电路b、比较器b和电阻c;

所述电源模块通过电阻c分别连接第二mcu、数据转换器b、比较器b、参考电压调节电路b、存储单元b,且所述电阻c还连接各功率发射子单元以及微控制器;所述通道选择器b通过数据转换器b连接第二mcu,所述通道选择器b具有分别连接电源模块处热敏电阻、电阻c两端节点、各功率发射子电路的电阻a两端节点及各功率发射子电路处热敏电阻的多个通道,所述通道选择器c通过比较器b连接第二mcu,该通道选择器c具有连接电源模块处热敏电阻、电阻c两端节点、各功率发射子电路的电阻a两端节点及各功率发射子电路处热敏电阻的多个通道,所述第二mcu还连接存储单元b和参考电压调节电路b,所述参考电压调节电路b连接比较器b。

本发明还提供一种支持多负载的无线充电动态控制方法,包括以下几个步骤:

步骤一:系统上电后进行复位,然后进行初始化、配置系统;

步骤二:微控制器收到功率发射电路组的初始化完成信号后,向功率发射电路组发送待机命令。

步骤三:针对系统初次上电,微控制器收到信息检测电路的初始化完成信号后,向信息检测电路发送检测信息及待检参数;在系统运行过程中,微控制器直接向信息检测电路发送检测信息及待检参数;

步骤四:信息检测电路响应微控制器的命令,对系统信息进行检测,并将检测结果发送至微控制器,微控制器对信息检测电路发来的检测结果进行判断与存储,为控制信息检测电路定时检测所述检测信息及待检参数而定时,同时微控制器向信息检测电路发送待机命令,信息检测电路收到待机命令后进入待机状态;

步骤五:微控制器使能待机状态的任意一个功率发射子电路x,对负载设备的负载状态进行检测,检测完成后,功率发射子电路x向微控制器传输检测数据,该发射子电路进入待机状态;

步骤六:微控制器根据功率发射子电路的检测数据及线圈关联列表判断负载个数及位置;

当无负载时,开启定时器,待定时结束时,返回步骤三;

当有至少一个负载设备时,存储当前负载状态,使能对应个数的功率发射子电路,微控制器使对应个数的功率发射子电路与负载设备进行匹配与通信,功率发射子电路获取负载信息并向微控制器上传获取的信息,然后进入步骤七;

步骤七:微控制器根据发射侧当前参数及负载信息计算并更新输出参数,然后微控制器将对应的更新后的输出参数传输至功率发射子电路,命令功率发射子电路建立功率传输,对应功率发射子电路收到指令后向对应负载设备进行功率传输。

步骤八:通过负载设备与功率发射子电路之间的通信,判断是否充电完成,当负载设备充电完成之后,负载设备就会向功率发射子电路发送充电完成的信号,功率发射子电路会将充电完成的信息发送给微控制器:功率发射子电路停止功率传输,并向微控制器发送中断信号。

进一步地,所述步骤一进行初始化、配置系统具体包括:

功率发射电路组进行初始化,配置默认的输入功率、温度报警阈值,完成后向微控制器发送初始化完成信号,等待指令;

信息检测电路进行初始化,配置默认的采样时钟和比较器的参考电压,完成后向微控制器发送初始化完成信号,等待指令;

微控制器进行初始化,确保线圈阵列与功率发射电路组断开,获取系统参数设置,包括电源最大输出功率、电源传输功率与温度的匹配表、功率发射电路组包含的电路个数,线圈标号及其关联表。

进一步地,所述步骤三中检测信息及待检参数一般包括电源输出功率、电源处温度、各个功率发射子电路温度和功率发射子电路的输入功率。

进一步地,所述步骤七中当前参数指此刻的系统信息包括电源输出功率、电源处温度、各个功率发射子电路温度、功率发射子电路的输入功率。

本发明具有的优点在于:

1、功率发射电路组共用线圈阵列,架构复用性强,成本低。

2、微控制器直接控制功率发射电路组与线圈阵列的连接关系,信息检测电路可以直接对系统电源功率、各个功率发射子电路功率及系统各处温度进行检测,微控制器可以对检测结果进行读取,能够进行实时监测与动态调整,具有很强的灵活性,提高用户体验。

3、功率发射子电路可以同时连接多个线圈,提高功率传输效率;功率发射子电路的比较器实现对过温状况及时响应,保证了系统的安全性、可靠性。

4、线圈阵列的设计使得负载设备可以置于充电表面的任意位置,提高整体功率传输。

附图说明

图1为本发明提供的支持多负载的无线充电动态控制设备的结构示意图;

图2为本发明中功率发射子电路的结构示意图;

图3为本发明中信息检测电路的结构示意图;

图4为线圈阵列中多个线圈的布置图;

图5为本发明提供的支持多负载的无线充电动态控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种支持多负载的无线充电动态控制设备,如图1所示,其中图1左侧虚线框内的部分为该无线充电动态控制设备的主体结构,右侧虚线框内为x个负载设备及金属异物,对于本发明的整个系统来说是负载,系统运行是可以不带负载的,即x可以为零,即不必须有需要进行功率传输的负载设备,而图1将负载画出来是为了表示系统与其负载的相互关系,及系统负载可能包含的内容,其中金属异物的出现会带来安全隐患,因此其为系统运行过程中需要予以识别并排除的负载;负载设备表示系统的正常负载,为接收功率、进行充电的设备。

本发明提供一种支持多负载的无线充电动态控制设备包括功率发射电路组1、多路复用器2、微控制器3、信息检测电路4、电源模块5以及线圈阵列6,通过信息检测电路4对整个系统运行状态进行实时监测。

所述功率发射电路组1中包括多个(个数为n)功率发射子电路7,所述线圈阵列6中包括多个(个数为m)个线圈8,其中n与m均为大于1的自然数,且n与m的数值关系为n≤m。

所述电源模块5连接信息检测电路4,所述电源模块5通过信息检测电路4间接向所述微控制器3和功率发射电路组1中各功率发射子电路101供电。所述信息检测电路4连接微控制器3和功率发射电路组1中各功率发射子电路7,所述微控制器3连接信息检测电路4、多路复用器2和功率发射电路组1中各功率发射子电路7,所述多路复用器2一侧分别连接功率发射电路组1中各功率发射子电路7,另一侧连接线圈阵列6中的各个线圈8。

所述微控制器3优选基于32-bit-m0的mcu,具有处理中断、定时唤醒的能力,其通过多路复用器(单刀多掷开关组,即包含了多个单刀多掷开关,其个数取决于功率发射电路组中功率发射子电路的个数)控制功率发射电路组与线圈阵列之间的连接,并存储了功率发射电路组包含的功率发射子电路的个数及标号、线圈的标号、线圈关联表、电源模块最大输出功率、电源传输功率与温度的匹配表,另外,微控制器还可以加载动态控制程序以实现对参数的及时调整。

所述功率发射子电路7如图2所示,包括逆变器电路8、第一mcu9、存储单元a10、开关a11、电阻a12、电阻b13、数据转换器a14、通道选择器a15、比较器a16和参考电压调节电路a17。

电源模块5通过信息检测电路4中的电阻c连接功率发射子电路的开关a11、电阻a12为功率发射子电路供电,电阻a12的另一端连接功率发射子电路7中数据转换器a14、第一mcu9、存储单元a10、比较器a16、参考电压调节电路a17,为这些模块供电,电阻a12还单独连接电阻b13,电阻b13的另一端连接逆变器电路8,为逆变器电路8供电,所述逆变器电路8连接多路复用器2的对应开关通道,所述第一mcu9连接微控制器3。

所述第一mcu9连接逆变器电路8、数据转换器a14、比较器a16、参考电压调节电路a17以及存储单元a10。

所述通道选择器a15具有四个通道,分别连接电阻a12与开关a11的节点、电阻b13与逆变器电路8之间的节点、电阻a12与电阻b13之间的节点、外接热敏电阻的端口,在第一mcu9控制下,对对应的四个通道进行选择,将数据传输至数据转换器a14。

所述数据转换器a14连接第一mcu9和通道选择器a15,受到第一mcu9控制,将通过通道选择器a15接收的数据进行量化,并向第一mcu9传输量化结果。

所述比较器a16连接所述外接热敏电阻的端口以及参考电压调节电路a17,将数据比较结果传输至第一mcu9。

所述参考电压调节电路a17受到第一mcu9编码控制,调节输出的参考电压,向比较器a16输出。

所述存储单元a10与第一mcu9相连,供第一mcu9读取、存储数据。

单个功率发射子电路7的功率发射核心模块为逆变器电路8,用来发射功率,全桥或者半桥结构均在可实现的电路结构范围内。所述第一mcu9采用基于8051核的mcu,功率发射子电路7需要接收微控制器3一个“休眠”信号,该信号连接到第一mcu9的片选引脚上,该信号通过开关a11连接/切断功率发射子电路7各模块的电源供应,由此实现功率发射子电路7的功率传输功能或待机功能。在功率发射子电路7中,对电阻a12两端电压进行检测以检测电流,该方法属于普遍的方法,电流流过电阻产生电压,检测电阻两端电压差即可得出功率发射子电路的输入电流,功率发射子电路7的sar类型数据转换器a14通过通道选择器a15获取电阻a12两端电压,进行量化并将数据传输至第一mcu9,第一mcu9即可计算流过电阻a12的电流值,第一mcu9通过数据转换器a14得到供给功率发射子电路7的电源电压值,电源电压值×电流值即可得到输入功率,第一mcu9可以将这个值与输入功率阈值进行比较,需要注意的是,电阻a12两端的电压及这个电源电压同样可以被信息检测电路4获取,信息检测电路4通过同样的方法对这两个信息进行的测量,得到该功率发射子电路7的输入功率;比较器a16一端直接连接外接热敏电阻的端口,另一个端连接参考电压调节电路a17提供向其提供的用于温度判断的阈值电压,即可输出一个逻辑值表示温度是否超标;参考电压调节电路a17由电阻串、开关、编码电路构成,第一mcu9通过编码电路控制参考电压调节电路a17向比较器a16提供的阈值电压。所述功率发射子电路7具备待机、外接热敏电阻(热敏电阻是用来将温度信息转换为电压信息,功率发射子电路7通过这个电压信号判断该处的温度,将热敏电阻配置在每个功率发射子电路处,信息采集电路4就可以得到各个功率发射子电路7位置的温度信息)、基础的数据判断、比较器参考电压可调、动态调节输入功率、动态调节温度阈值、发送中断及与微控制器通信的能力,存储了初始化所需的输入功率阈值及温度报警阈值的默认值。

所述信息检测电路如图3所示,包括基于8051核的第二mcu18、存储单元b19、数据转换器b20、参考电压调节电路b21、比较器b22、连接电源模块与以上其他单元间的电阻c23、通道选择器b24、通道选择器c25。

电源模块5通过电阻c23连接第二mcu18、数据转换器b20、比较器b22、参考电压调节电路b21、存储单元b19。电源模块5通过电阻c23连接以上信息检测电路4中各单元,还通过电阻c23向系统其它模块(包括功率发射子电路7、微控制器3)供电。

通道选择器b24连接第二mcu18,其具有连接电源模块5处热敏电阻、电阻c23两端节点、各功率发射子电路7电阻a12两端节点及各功率发射子电路处热敏电路的多个通道,并受到第二mcu18控制,选择向数据转换器b20传输的信号,经数据转换后传输至第二mcu18。

该通道选择器c25具有连接电源模块5处热敏电阻、电阻c23两端节点、各功率发射子电路7的电阻a12两端节点及各功率发射子电路7处热敏电阻的多个通道,,受到第二mcu18控制,选择向比较器b22传输的信号,比较器b22连接参考电压调节电路b21得到参考电压,将结果输出至第二mcu18。

通道选择器b24、通道选择器c25连接在系统中需要进行检测的节点,例如,通道选择器b24连接电源模块5处热敏电阻、电阻c23两端节点、各功率发射子电路7电阻a12两端节点及各功率发射子电路7处热敏电路的多个通道,对系统各处的温度、电源模块输出功率、各功率发射子电路输入功率进行检测;通道选择器c25连接电源模块5处热敏电阻及各功率发射子电路7处热敏电路的多个通道,对系统各处的温度进行直接的逻辑判断。

第二mcu18与微控制器3、存储单元b19连接,供第二mcu18对数据进行读取与存储。

数据转换器b为sar类型,用于进行数据转换,第二mcu18向微控制器发送中断及进行数据传输;电阻串、开关、编码电路构成参考电压调节电路,实现参考电压可调的功能;比较器22b用于基础数据判断;电阻c23用来检测电源模块的输出电流,与功率发射子电路检测功率方法一样,通过电阻c23两端电压得到电源输出电流,与电源电压相乘可以得到电源模块的输出功率;需要对电源模块的输出功率、系统各处温度进行采集(热敏电阻放置在电源模块、各个功率发射子电路处,信息检测电路连接各个热敏电阻,通过数据转换器b24、c25的通道选择功能可以选择具体传输至端口的热敏电阻的电压,功率发射子电路只需要连接各自子电路位置的那个热敏电阻,通过热敏电阻的电压,就可以具备对各自位置温度信息检测的能力),具备多路选择控制、基础的数据判断、比较器参考电压可调、发送中断及向微控制器进行数据传输的能力。

所述线圈阵列6如图4所示,其中线圈8之间相互交叠的面积在30%~50%的范围内,线圈内半径交叠范围在20%~35%之间,且每个线圈与至少两个线圈有交叠。采用上述线圈结构,在相同驱动条件下,负载线圈在线圈阵列覆盖范围内的任意位置耦合系数偏差小于15%,无线充电动态控制设备于线圈阵列的外侧形成充电表面,不限制其具体形状,可以形成为矩形、圆形等各种形状,但其表面之下需被线圈阵列布置充满,以使功率接收设备可以放置于系统表面的任意位置。

单个线圈优选的实施方式为:由180股0.06mm直径漆包线绕线构成48.5mm外直径,25.3mm内直径,厚度2.0mm,单层11圈的单个线圈。

功率发射子电路通过多路复用器连接线圈阵列中的任意一个或多个线圈,而多路复用器由微控制器统一控制,具有很强的灵活性,能够有效得杜绝因干扰已建立的功率传输而引发的安全隐患。

本发明通过功率发射电路组、多路复用器、微控制器、信息检测电路、电源模块以及线圈阵列构成基本架构,实现系统通过信息检测电路对运行状态进行实时监测,使用微控制器对系统状态进行即时记录,另外,还可以对整个系统应用动态控制算法来实现对系统参数的及时调整。

本发明提供的支持多负载的无线充电动态控制设备在实现动态控制时,需要多项输入参数,所述输入参数包括:

电源最大输出功率、电源处温度值;

其中电源最大输出功率是根据采用的电源模块的参数设定的,电源模块无特殊要求,dc-dc或ldo均可,根据模块的参数去填写程序的输入参数。电源处温度是信息检测电路通过电源模块处热敏电阻的电压值获得的。

当前待机状态的功率发射子电路个数及标号、默认输入功率阈值、默认功率传输值和当前该处温度值;

其中功率发射子电路个数及标号、默认输入功率阈值、默认功率传输值是预先设计值。温度值是通过在各个功率发射子电路处热敏电阻的电压值通过信息检测电路获得的。

当前工作状态的功率发射子电路个数及标号、其传输功率、输入功率阈值和当前该处温度值;

其中当前处于工作状态的功率发射子电路的传输功率、输入功率阈值是微控制器运算获得的,在初始运行的时候,这两个值均为0。温度值是通过在各个子电路处热敏电阻的电压通过信息监测电路获得的。

各负载设备功率传输要求及负载设备当前信息,所述负载设备当前信息包括设备编号、定位信息、当前电量、允许传输的最大功率和申请功率传输值。

以上的负载设备当前信息是通过功率发射子电路与负载设备进行通信后,负载设备向功率发射子电路传输的,再由功率发射子电路向微控制器发送。

本发明提供的支持多负载的无线充电动态控制设备在实现动态控制时,可以获得多项输出参数,包括:功率发射电路组最大传输功率、各个功率发射子单元的输入功率阈值、欠压保护阈值、温度报警阈值、匹配负载设备编号、匹配负载定位信息、功率传输值及开启线圈的编号。

动态控制控制方法在执行之前需要通过微控制器判断是否能满足负载设备的全部需求,对应判断方法主要包括以下步骤:

1、微控制器命令某个功率发射子电路对负载设备进行一对一通信,获取所需的负载设备相关信息(即输入参数中各负载设备功率传输要求及负载设备当前信息,包括设备编号、定位信息、当前电量、允许传输的最大功率、申请功率传输值)。采集当前电源模块处温度值,匹配电源模块输出功率最优值,微控制器通过所述需要存储的“电源传输功率与温度的匹配表”获得的,该匹配表直接存在微控制器中,微控制器根据其内部程序到指定的地址读取。

2、若微控制器判断多路复用器的发射侧可以满足负载设备功率传输总值的要求,则通过信息检测电路对各个功率发射子电路处温度进行检测,微控制器调整功率发射子电路发射功率值与当前温度的关系,微控制器根据负载设备功率传输要求,将对应个数的功率发射子电路与负载设备进行匹配,根据负载设备的定位信息,匹配对应的线圈,向功率发射子电路发送指令并更新参数,功率发射子电路对匹配的负载设备进行功率传输。

3、若多路复用器发射侧无法满足负载设备的全部要求,则需要对负载设备电量进行排序,微控制器根据功率发射子电路与负载设备通信获得的负载设备电量,根据电量多少进行排序(例如3个负载设备,分别还有10%,20%,80%的电量,那么根据这个数值,就会得到电量多少的排序,那么就要对电量更少的进行优先充电),对急需充电的负载设备优先进行功率传输,对各个功率发射子电路处的温度进行检测,调整功率发射子电路传输的功率值与当前温度的关系,根据负载设备功率传输要求,将功率发射子电路与负载设备进行匹配,根据负载设备的定位信息,匹配对应的线圈,向功率发射子电路发送指令并更新参数,对指定的负载设备进行功率传输。

基于动态控制方法的实施,通过动态调节各个功率发射子电路的功率传输能力、输入功率阈值、温度报警阈值,优化对多充电设备功率传输的效率及用户体验,增加对电源功率、温度的检测内容,保障了系统运行的连续性,大大提高了系统的安全性与可靠性。

以上的输入参数由微控制器进行计算,各个功率发射子电路执行实时区域监测。微控制器根据动态控制方法实时调整功率发射电路组和信息检测电路的参考电压,充分利用功率发射子电路和信息检测电路本身具备的信息判断能力,大大降低了微控制器在计算、数据传输方面的压力,既保持了系统对无线充电系统过程的有效控制,又能够大幅度提高系统的运行速度,实现了在无线传输系统发射侧或负载侧条件变化时的响应速度。

本发明提供的无线充电动态控制设备还可以搭配使用中断控制方法,可以在系统运行过程中及时对异常情况进行处理,提高系统运行的可靠性与稳定性。

本发明提供的支持多负载的无线充电动态控制方法,如图5所示,具体包括以下流程:

步骤一:系统上电后(包括信息检测电路、微控制器、各功率发射子电路以及多路复用器上电)进行复位,然后进行初始化,配置系统,具体包括:

功率发射电路组进行初始化,配置默认的输入功率、温度报警阈值等信息,完成后向微控制器发送初始化完成信号,等待指令。

信息检测电路初进行始化,配置默认的采样时钟和比较器的参考电压等信息,完成后向微控制器发送初始化完成信号,等待指令。

微控制器进行初始化,确保线圈阵列与功率发射电路组断开,获取系统参数设置,包括电源最大输出功率(属于所述输入参数中的一种)、电源传输功率与温度的匹配表(为微控制器存储的内容)、功率发射电路组包含的电路个数及标号(属于所述输入参数中的一种),线圈标号及其关联表(为微控制器存储的内容)。

步骤二:微控制器收到功率发射电路组的初始化完成信号后,向功率发射电路组发送待机命令,记录各个功率发射子电路的工作状态。

步骤三:若系统初次运行,微控制器收到信息检测电路的初始化完成信号后,向信息检测电路发送检测命令及待检参数;若系统在运行中由后续步骤返回该步骤,微控制器直接向信息检测电路发送检测命令及待检参数。在当前步骤下,信息检测电路都应该对具体信息进行检测,待检参数是多个,由微控制器根据以上内容对信息检测电路进行控制,待检参数一般包括电源输出功率、电源处温度、各个功率发射子电路温度、功率发射子电路的输入功率。

步骤四:信息检测电路响应微控制器的命令,对系统信息(包括电源输出功率、电源处温度、各个功率发射子电路温度、功率发射子电路的输入功率)进行检测,并将检测结果发送至微控制器,微控制器对信息检测电路发来的检测结果进行判断与存储,确保此时整个系统处于正常状态,并定时(微控制器中包含了定时器,定时器的作用在于输入一个值进行计数,计数达到的时候,定时器会向微控制器发送一个信号,表示计时完成。意义在于为了确保整个系统运行正常,微控制器需要每隔一段时间要求信息检测电路对系统信息进行检测,当定时结束时,微控制器会自动返回执行步骤三,向信息检测电路发送检测命令及待检参数,以保证整个系统处于安全状态,该定时时长根据实际需要设定),微控制器向信息检测电路发送待机命令,信息检测电路收到待机命令后进入待机状态。

步骤五:微控制器使能待机状态的任意一个功率发射子电路x(每一个功率发射子电路的工作状态,相互之间是独立的,由微控制器进行统一的调配),记录该发射子电路工作状态变化信息,功率发射子电路x对负载设备的负载状态进行检测。检测完成后,功率发射子电路x向微控制器传输检测数据,然后发射子电路x进入待机状态,微控制器更新发射子电路x工作状态。

步骤六:微控制器根据功率发射子电路的检测数据及线圈关联列表判断负载个数及位置。

当无负载时,开启定时器(微控制器需要每隔一段时间就命令功率发射子电路对系统是否有负载进行检测),返回步骤三;

当有至少一个负载设备时,存储当前负载状态,使能对应个数的功率发射子电路,使其结束待机状态,微控制器使对应个数的功率发射子电路与负载设备进行匹配与通信,功率发射子电路获取负载信息并向微控制器上传获取的信息,所述上传获取的信息包括但不限于负载当前电池状态、申请功率传输值、制造商编码及设备编码等,然后进入步骤七。

步骤七:微控制器根据发射侧(线圈端)当前参数及负载信息计算并更新输出参数,所述当前参数指此刻的系统信息,包括电源输出功率、电源处温度、各个功率发射子电路温度、功率发射子电路的输入功率。输出参数即为上文中的输出参数,然后微控制器将更新后的输出参数传输至功率发射子电路,命令功率发射子电路建立功率传输,对应功率发射子电路收到指令后向对应负载设备进行功率传输。

若微控制器计算所得功率发射电路组最大传输的功率值不能满足所有负载设备要求,则记录不建立功率传输的负载信息,并会选择一部分负载设备不进行充电,将不进行充电的负载设备信息记录下来。若无不建立功率传输的负载,微控制器将该功率发射子电路的各项参数恢复默认值,切断功率发射电路与线圈阵列的连接,更新线圈使用情况,命令该功率发射电路进入待机状态,返回步骤三。

一般地,步骤四中微控制器的定时时间需要满足在此处充电过程中执行一次信息检测电路的定时检测,因此,执行中间步骤m:微控制器向信息检测电路发送检测信息及待检参数(同步骤三),信息检测电路响应微控制器的命令进行检测,并将检测结果发送至微控制器,微控制器对信息检测电路发来的检测结果进行判断与存储,确保此时系统处于正常状态,然后向信息检测电路发送待机命令,并定时,信息检测电路收到待机命令后进入待机状态。(无论是否在进行功率传输,在微控制器检测到有负载并进行功率传输过程中,微控制器都会通过定时器,定期向信息检测电路发送检测命令、待检参数,并根据信息检测电路的检测结果判断整个系统是否正常运行)

步骤八:通过负载设备与功率发射子电路之间的通信,判断是否充电完成,当负载设备充电完成之后,负载设备就会向功率发射子电路发送充电完成的信号,功率发射子电路会将充电完成的信息发送给微控制器:功率发射子电路停止功率传输,并向微控制器发送中断信号。

整个无线充电动态控制方法在运行过程中针对可能出现的异常情况,其对应采用的处理流程如下:

系统在功率传输过程中,若功率发射子电路的温度值超过阈值,触发功率发射子电路自身的过温保护,在负载设备不发生变化的前提下,功率发射电路会降低传输功率,直到温度检测结果低于阈值,恢复发射功率。

系统在功率传输过程中,若功率发射子电路发现异物,功率发射子电路会立即降低传输功率并向微控制器发送中断信号,微控制器驱动蜂鸣器报警。若在规定时间内移走异物,微控制器命令功率发射子电路恢复传输功率;若在规定时间内未移走异物,微控制器命令功率发射子电路停止功率传输,微控制器将功率发射子电路的各项参数恢复默认值,切断该功率发射子电路与线圈阵列的连接,更新线圈使用情况,命令该功率发射子电路进入待机状态。

系统在功率传输过程中,若电源处温度超过阈值,信息检测电路立刻向微控制器发送中断信号。微控制器检测到中断信号后,根据系统动态控制算法,调整系统参数,电源输出功率,直到电源处温度低于阈值,恢复正常功率传输。

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