本发明涉及无线充电技术领域，尤其是一种基于nfc技术的无线充电控制系统及其控制方法。
背景技术
无线充电是利用电磁感应原理，通过电磁场的变化传递电能。nfc是近距离无线通讯的简称，以实现电子设备的非接触式数据传输。但是，现有的nfc装置在进行无线充电的同时，还需要进行数据通讯。由于工频电源的频率为50hz，如果将控制信号加载至工频电源信号中，由于工频电源频率低，会对控制信号造成严重的干扰，为了避免这个问题，现有技术通常是使用两套独立的电磁感应线圈分别用于无线充电和数据传输，这就导致整个nfc充电装置的结构复杂。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种基于nfc技术的无线充电控制系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，降低了工频电源对控制信号的干扰，优化了“单线圈”nfc装置的性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种基于nfc技术的无线充电控制系统，包括，
电流输入模块，用于输入电能；
控制信号加载模块，用于向输入电流内加载控制信号；
电磁能发送模块，用于发出无线电磁能；
电磁能接收模块，用于接收无线电磁能；
控制信号分离模块，用于在接收的无线电磁波内分离出控制信号；
充电电流分离模块，用于在接收的无线电磁波内分离出充电电流；
控制信号修正模块，用于对分离出的控制信号进行修正；
充电电流调整模块，用于对充电电流进行调整。
作为优选，所述控制信号分离模块的输入端通过第一电容连接至第一运放的正相输入端，第一运放的反相输入端通过第一电阻接地，第一运放的反相输入端通过第一电阻连接至第二运放的输出端，第一运放的正相输入端通过第三电阻连接至第一三极管的集电极，控制信号分离模块的输入端通过串联的第二电容、第四电阻和第五电阻连接至第一三极管的基极，控制信号分离模块的输入端通过第六电阻连接至第二运放的正相输入端，第二运放的正相输入端通过第七电阻接地，第二电容和第四电阻之间通过第八电阻连接至第二运放的反相输入端，第二运放的输出端连接至第四电阻和第五电阻之间，第一三极管的发射极通过第三电容接地，第一三极管的发射极连接至第一运放的输出端，第一运放的输出端作为控制信号分离模块的输出端。
作为优选，所述充电电流分离模块的输入端通过串联的第九电阻、第四电容连接至第三运放的正相输入端，第九电阻和第四电容之间通过第五电容接地，第三运放的正相输入端通过第十电阻接地，第三运放的反相输入端通过第十一电阻接地，第三运放的反相输入端通过第十二电阻连接至第三运放的输出端，第九电阻和第四电容之间通过并联的第十三电阻和第六电容连接至第三运放的输出端，第九电阻和第四电容之间通过第七电容接地，第三运放的输出端通过第八电容接地，第三运放的输出端通过第九电容连接至第二三极管的基极，第三运放的输出端通过第十四电阻连接至第二三极管的集电极，第二三极管的发射极通过并联的第十五电阻和第十电容接地，第二三极管的集电极通过第十六电阻连接至第四运放的正相输入端，第二三极管的发射极通过第十一电容连接至第四运放的反相输入端，第四运放的反相输入端通过第十七电阻接地，第四运放的反相输入端通过第十八电阻连接至第四运放的输出端，第四运放的输出端作为充电电流分离模块的输出端。
一种上述的基于nfc技术的无线充电控制系统的控制方法，包括以下步骤：
a、电流输入模块接入外部电源；
b、控制信号加载模块向电流输入模块内加载控制信号；
c、加载有控制信号的电流通过电磁能发送模块以无线电磁波的形式发出；
d、电磁能接收模块接收无线电磁波，并将其转化为电流；
e、控制信号分离模块和充电电流分离模块在电流中分别分离出控制信号和充电电流；
f、控制信号修正模块根据充电电流分离模块分离出的充电电流对控制信号进行修正；
g、充电电流调节模块对充电电流进行整流，然后根据控制信号的指令对充电电流进行调整。
作为优选，步骤f中，对控制信号进行修正包括以下步骤，
f1、将充电电流分离模块分离出的充电电流与工频电流信号进行对比，将充电电流与工频电流的偏差区域进行标记；
f2、对每个偏差区域进行平滑处理；
f3、对平滑处理后的偏差区域进行正态分布拟合；
f4、取拟合后的正态分布曲线的[μ-1.15σ，μ+1.15σ]部分作为有效信号，将有效信号作为自变量，控制信号作为因变量，进行线性回归，然后将有效信号与控制信号进行合并。
作为优选，步骤g中，对充电电流进行调整包括以下步骤，
g1、在充电电池电量小于75%时，使用额定充电电流进行充电；
g2、在充电电池电量大于等于75%且小于95%时，使用额定充电电流的80%进行充电；
g3、在充电电池电量大于等于95%且小于100%时，使用正弦波电流进行充电，正弦波电流的平均电流强度为额定充电电流的20%；
g4、在充电电池电量达到100%后，采用间歇充电模式，每次使用额定电流的10%进行充电3min，然后暂停5min，重复5次后完成充电。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明改进了nfc充电装置对于控制信号分离的方式，有效的过滤掉工频信号的干扰。充电电流分离模块不仅可以分离出充电电流，更重要的是其可以将工频信号与控制信号的干扰区域进行保留，从而实现利用充电电流信号对控制信号进行修正的目的。通过对控制信号的修正，可以进一步提高控制信号的信噪比，从而改善“单线圈”nfc装置的信号传输性能。此外，通过对充电末期的电流调整，利用周期性、间歇式充电模式，可以对电池进行激活，从而延长电池寿命。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
图2是本发明一个具体实施方式中控制信号分离模块的电路图。
图3是本发明一个具体实施方式中充电电流分离模块的电路图。
具体实施方式
参照图1-3，本发明一个具体实施方式包括，
电流输入模块1，用于输入电能；
控制信号加载模块2，用于向输入电流内加载控制信号；
电磁能发送模块3，用于发出无线电磁能；
电磁能接收模块4，用于接收无线电磁能；
控制信号分离模块5，用于在接收的无线电磁波内分离出控制信号；
充电电流分离模块6，用于在接收的无线电磁波内分离出充电电流；
控制信号修正模块7，用于对分离出的控制信号进行修正；
充电电流调整模块8，用于对充电电流进行调整。
控制信号分离模块5的输入端通过第一电容c1连接至第一运放a1的正相输入端，第一运放a1的反相输入端通过第一电阻r1接地，第一运放a1的反相输入端通过第二电阻r2连接至第一运放a1的输出端，第一运放a1的正相输入端通过第三电阻r3连接至第一三极管q1的集电极，控制信号分离模块5的输入端通过串联的第二电容c2、第四电阻r4和第五电阻r5连接至第一三极管q1的基极，控制信号分离模块5的输入端通过第六电阻r6连接至第二运放a2的正相输入端，第二运放a2的正相输入端通过第七电阻r7接地，第二电容c2和第四电阻r4之间通过第八电阻r8连接至第二运放a2的反相输入端，第二运放a2的输出端连接至第四电阻r4和第五电阻r5之间，第一三极管q1的发射极通过第三电容c3接地，第一三极管q1的发射极连接至第一运放a1的输出端，第一运放a1的输出端作为控制信号分离模块5的输出端。
充电电流分离模块6的输入端通过串联的第九电阻r9、第四电容c4连接至第三运放a3的正相输入端，第九电阻r9和第四电容c4之间通过第五电容c5接地，第三运放a3的正相输入端通过第十电阻r10接地，第三运放a3的反相输入端通过第十一电阻r11接地，第三运放a3的反相输入端通过第十二电阻r12连接至第三运放a3的输出端，第九电阻r9和第四电容c4之间通过并联的第十三电阻r13和第六电容c6连接至第三运放a3的输出端，第九电阻r9和第四电容c4之间通过第七电容c7接地，第三运放a3的输出端通过第八电容c8接地，第三运放a3的输出端通过第九电容c9连接至第二三极管q2的基极，第三运放a3的输出端通过第十四电阻r14连接至第二三极管q2的集电极，第二三极管q2的发射极通过并联的第十五电阻r15和第十电容c10接地，第二三极管q2的集电极通过第十六电阻r16连接至第四运放a4的正相输入端，第二三极管q2的发射极通过第十一电容c11连接至第四运放a4的反相输入端，第四运放a4的反相输入端通过第十七电阻r17接地，第四运放a4的反相输入端通过第十八电阻r18连接至第四运放a4的输出端，第四运放a4的输出端作为充电电流分离模块6的输出端。
其中，第一电阻r1为3kω、第二电阻r2为5.5kω、第三电阻r3为5kω、第四电阻r4为1kω、第五电阻r5为2kω、第六电阻r6为0.5kω、第七电阻r7为7kω、第八电阻r8为10kω、第九电阻r9为1.5kω、第十电阻r10为12kω、第十一电阻r11为10kω、第十二电阻r12为2kω、第十三电阻r13为3kω、第十四电阻r14为3.5kω、第十五电阻r15为0.5kω、第十六电阻r16为4kω、第十七电阻r17为5kω、第十八电阻r18为7kω。第一电容c1为75μf、第二电容c2为150μf、第三电容c3为100μf、第四电容c4为200μf、第五电容c5为250μf、第六电容c6为80μf、第七电容c7为120μf、第八电容c8为180μf、第九电容c9为50μf、第十电容c10为25μf、第十一电容c11为80μf。
一种上述的基于nfc技术的无线充电控制系统的控制方法，包括以下步骤：
a、电流输入模块1接入外部电源；
b、控制信号加载模块2向电流输入模块1内加载控制信号；
c、加载有控制信号的电流通过电磁能发送模块3以无线电磁波的形式发出；
d、电磁能接收模块4接收无线电磁波，并将其转化为电流；
e、控制信号分离模块5和充电电流分离模块6在电流中分别分离出控制信号和充电电流；
f、控制信号修正模块7根据充电电流分离模块6分离出的充电电流对控制信号进行修正；
g、充电电流调节模块8对充电电流进行整流，然后根据控制信号的指令对充电电流进行调整。
步骤f中，对控制信号进行修正包括以下步骤，
f1、将充电电流分离模块6分离出的充电电流与工频电流信号进行对比，将充电电流与工频电流的偏差区域进行标记；
f2、对每个偏差区域进行平滑处理；
f3、对平滑处理后的偏差区域进行正态分布拟合；
f4、取拟合后的正态分布曲线的[μ-1.15σ，μ+1.15σ]部分作为有效信号，将有效信号作为自变量，控制信号作为因变量，进行线性回归，然后将有效信号与控制信号进行合并。
步骤f2中，在对偏差区域进行平滑处理前，首先删除偏差区域内包含的尖峰脉冲，并提取尖峰脉冲的特征向量，使用尖峰脉冲的特征向量与控制信号的特征向量进行对比，将与控制信号特征向量线性相关的特征向量对应的尖峰脉冲合并入控制信号中。通过对尖峰脉冲的处理，可以有效降低尖峰脉冲的干扰，并同时减少由于删除尖峰脉冲带来的信息数据丢失。
步骤g中，对充电电流进行调整包括以下步骤，
g1、在充电电池电量小于75%时，使用额定充电电流进行充电；
g2、在充电电池电量大于等于75%且小于95%时，使用额定充电电流的80%进行充电；
g3、在充电电池电量大于等于95%且小于100%时，使用正弦波电流进行充电，正弦波电流的平均电流强度为额定充电电流的20%；
g4、在充电电池电量达到100%后，采用间歇充电模式，每次使用额定电流的10%进行充电3min，然后暂停5min，重复5次后完成充电。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。