一種桌面無(wú)線群充系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子變換技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種無(wú)線傳能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前手機(jī)、便攜式電腦等移動(dòng)式電子設(shè)備的個(gè)人擁有量逐年提升，充電問(wèn)題逐漸成為設(shè)備擁有者的困擾，由于公共場(chǎng)所基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)會(huì)首先考慮到成本和安全問(wèn)題，很少提供為便攜設(shè)備充電的插座及充電器，所以目前在公共場(chǎng)所主要以集中式柜臺(tái)的形式為便攜電子設(shè)備擁有者提供收費(fèi)或免費(fèi)的充電服務(wù)，而便攜電子設(shè)備擁有者需要在附近等候充電完成。便攜式充電電池(充電寶)也可以完成對(duì)便攜電子設(shè)備的充電，其局限性在于:I.容量有限;2.自重大;3.無(wú)法為多個(gè)裝置同時(shí)充電;4.攜帶受交通方式限制。無(wú)線充電技術(shù)可以用電磁感應(yīng)、磁諧振、電場(chǎng)耦合等不同形式實(shí)現(xiàn)。目前市場(chǎng)上已有的無(wú)線充電器只能實(shí)現(xiàn)I對(duì)I的充電，且無(wú)線電能的發(fā)送端也需要用電線連接至直流或交流輸入，在空間上無(wú)法與桌面很好融合。同時(shí)目前對(duì)于公眾場(chǎng)所充電的收費(fèi)方式還局限于投幣方式，對(duì)于運(yùn)營(yíng)者而言，需要耗費(fèi)額外人力資源進(jìn)行收費(fèi)的管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決會(huì)議、飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所等公眾場(chǎng)所為便攜電子設(shè)備充電問(wèn)題，本發(fā)明提出一種可以與桌面集成的無(wú)線充電系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明包括非導(dǎo)電材料制成的桌面，其特征在于，還包括與所述桌面集成的發(fā)射線圈，在所述桌面上分布分別與發(fā)射線圈耦合的若干中繼線圈；連接在工頻單相交流電一側(cè)的整流電路的輸出端連接高頻逆變電路，高頻逆變電路通過(guò)發(fā)射補(bǔ)償電路與所述發(fā)射線圈連接，各中繼線圈分別與對(duì)應(yīng)的一組補(bǔ)償電路連接形成閉合回路;所述桌面無(wú)線群充系統(tǒng)還設(shè)有基于微控制器的能量管理系統(tǒng)，所述基于微控制器的能量管理系統(tǒng)具有通過(guò)電壓和電流相位比較定時(shí)更新發(fā)射源輸出方波相位以跟蹤系統(tǒng)諧振頻率、控制發(fā)射線圈電流有效值限制充電系統(tǒng)的容量、通過(guò)開(kāi)放式協(xié)議對(duì)受電負(fù)載進(jìn)行切入、切出和甄別、對(duì)受電負(fù)載進(jìn)行電能的補(bǔ)充和計(jì)費(fèi)的功能。
[0005]本發(fā)明的發(fā)射線圈和中繼線圈形成一對(duì)多的無(wú)線能量傳輸途徑，對(duì)異型桌面等非平整底面或表面結(jié)構(gòu)具有良好的能量傳遞效果，該無(wú)線群充系統(tǒng)適用于會(huì)議、飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所，可對(duì)具有協(xié)議的便攜電子裝置進(jìn)行電能的補(bǔ)充和計(jì)費(fèi)。
[0006]該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一個(gè)發(fā)射源和多個(gè)負(fù)載的能量傳遞，可以跟蹤系統(tǒng)的最佳頻率保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，可以管理負(fù)載的切入與切出，可以甄別異物，可以針對(duì)受電負(fù)載進(jìn)行電能的補(bǔ)充和計(jì)費(fèi)。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):I)可以實(shí)現(xiàn)在桌面上進(jìn)行一對(duì)多無(wú)線充電；2)具有負(fù)載探測(cè)、通信的功能，可以節(jié)約電能以及避免金屬異物導(dǎo)致的安全隱患;3)可以通過(guò)獲取受電負(fù)載的識(shí)別號(hào)進(jìn)行電能的補(bǔ)充和計(jì)費(fèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)不意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1、2所示，本發(fā)明的桌面無(wú)線群充系統(tǒng)包括非導(dǎo)電材料制成的桌面3，集成在與桌面3背部的發(fā)射線圈2，在桌面3上表面分布有分別與發(fā)射線圈2耦合的若干中繼線圈4，5為受電負(fù)載。
[0011]發(fā)射源I由輸入EMI濾波器、橋式二極管整流器、功率因數(shù)校正變換器組成的整流電路B和高頻逆變電路C組成的全橋式逆變器級(jí)連構(gòu)成。發(fā)射源輸入接單相工頻交流市電A，發(fā)射源輸出為單相高頻方波電壓，其輸出端口級(jí)聯(lián)發(fā)射側(cè)補(bǔ)償電路D后接至發(fā)射線圈2。發(fā)射線圈2可以通過(guò)非金屬夾具安裝于桌面3之下。發(fā)射源的工作頻率處于20kHz至20MHz之間，功率處于20W-lkW之間。
[0012]各中繼線圈4分別與對(duì)應(yīng)的一組補(bǔ)償電路(如電容)6連接形成閉合回路。
[0013]桌面無(wú)線群充系統(tǒng)還設(shè)有基于微控制器的能量管理系統(tǒng)，基于微控制器的能量管理系統(tǒng)，有三層管理策略:第一層為底層管理策略，通過(guò)電壓和電流相位比較以10us的周期定時(shí)更新發(fā)射源輸出方波相位以跟蹤系統(tǒng)諧振頻率；以10us的更新周期控制發(fā)射線圈電流有效值，可以限制充電系統(tǒng)的容量，維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。第二層為負(fù)載管理策略，無(wú)受電負(fù)載時(shí)，每隔Is使用5ms時(shí)長(zhǎng)的電壓脈沖探測(cè)負(fù)載是否存在，此脈沖的頻率與系統(tǒng)設(shè)定的諧振頻率相同，例如200kHz;—旦確認(rèn)有負(fù)載處于中繼線圈附近，使用符合Qi等標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式通信協(xié)議與受電負(fù)載進(jìn)行通信，甄別接入負(fù)載是否為有效受電負(fù)載，如果有效通信建立，則開(kāi)始準(zhǔn)備傳輸，否則判斷為異物，發(fā)出聲音報(bào)警。如已有有效負(fù)載接入，發(fā)射源通過(guò)全橋式逆變器輸入電流的平均值判別是否有新負(fù)載接入，使用符合Qi等標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議與新接入的受電負(fù)載進(jìn)行通信，甄別接入負(fù)載是否為有效受電負(fù)載。當(dāng)受電負(fù)載切出后，負(fù)載管理系統(tǒng)通過(guò)電流判別負(fù)載切出狀態(tài)，當(dāng)所有負(fù)載切出后，發(fā)射源進(jìn)入定時(shí)探測(cè)負(fù)載狀態(tài)。第三層為電能的補(bǔ)充和計(jì)費(fèi)狀態(tài)，采用按發(fā)射源定時(shí)計(jì)費(fèi)方式，發(fā)射源將受電負(fù)載的識(shí)別碼信息傳至后臺(tái)收費(fèi)系統(tǒng)，后臺(tái)收費(fèi)系統(tǒng)將受電負(fù)載的識(shí)別碼與付費(fèi)系統(tǒng)中登記的受電負(fù)載的識(shí)別碼進(jìn)行比對(duì)，如有一個(gè)或以上的受電負(fù)載的識(shí)別碼配對(duì)成功，則發(fā)射源進(jìn)入無(wú)線功率傳輸模式。
[0014]使用時(shí)，將帶有接收線圈的受電負(fù)載放置于中繼線圈之上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種桌面無(wú)線群充系統(tǒng)，包括非導(dǎo)電材料制成的桌面，其特征在于，還包括與所述桌面集成的發(fā)射線圈，在所述桌面上分布分別與發(fā)射線圈耦合的若干中繼線圈；連接在工頻單相交流電一側(cè)的整流電路的輸出端連接高頻逆變電路，高頻逆變電路通過(guò)發(fā)射補(bǔ)償電路與所述發(fā)射線圈連接，各中繼線圈分別與對(duì)應(yīng)的一組補(bǔ)償電路連接形成閉合回路;所述桌面無(wú)線群充系統(tǒng)還設(shè)有基于微控制器的能量管理系統(tǒng)，所述基于微控制器的能量管理系統(tǒng)具有通過(guò)電壓和電流相位比較定時(shí)更新發(fā)射源輸出方波相位以跟蹤系統(tǒng)諧振頻率、控制發(fā)射線圈電流有效值限制充電系統(tǒng)的容量、通過(guò)開(kāi)放式協(xié)議對(duì)受電負(fù)載進(jìn)行切入、切出和甄另IJ、對(duì)受電負(fù)載進(jìn)行電能的補(bǔ)充和計(jì)費(fèi)的功能。
【專利摘要】一種適用于會(huì)議、飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所的桌面無(wú)線群充系統(tǒng)，屬于電力電子變換技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種無(wú)線傳能系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括與桌面集成的與發(fā)射源、發(fā)送側(cè)線圈、中繼線圈、帶有接收線圈的受電負(fù)載和基于微控制器的能量管理系統(tǒng)組成。本發(fā)明的效果在于，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)發(fā)射源和多個(gè)負(fù)載的能量傳遞，可以跟蹤系統(tǒng)的最佳頻率保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，可以管理負(fù)載的切入與切出，可以甄別異物，可以針對(duì)受電負(fù)載進(jìn)行電能的補(bǔ)充和計(jì)費(fèi)。
【IPC分類】H02J50/10, G07F15/00, H02J7/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105515141
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610078474
【發(fā)明人】蔣偉, 莫岳平, 史旺旺
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日