一种功率可调的无线充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种功率可调的无线充电装置，属于无线充电领域。该无线充电装置包括信号源端、单片机主控模块、电感控制开关、电容控制开关、类型选择开关、电感网络、电容网络、A选择端、B选择端、信号发射端、状态采样单元、AD转换单元和接收端。本发明专利技术通过单片机实时处理状态采样单元采集到的信号，并实时调控电容电感网络的状态，有效解决了原有无线充电装置外部条件对功率带来的巨大影响的问题；且得到的无线充电装置对于外部条件变化具有快速实时响应，且大幅度提高了整个系统输出端的功率。

【技术实现步骤摘要】
一种功率可调的无线充电装置
本专利技术属于无线充电领域，具体涉及一种功率可调的无线充电装置。
技术介绍
近年来，随着科技的不断发展，各种终端设备层出不穷。传统的充电方式是不同的终端设备依赖与其相匹配的充电线进行充电，而这种有线充电方式较麻烦，无法满足现代生活需求，无线充电装置应运而生。无线充电是指通过终端设备的无线充电线圈接收无线充电装置的无线充电线圈发射出的电磁波，利用低频电磁波的感应能量传递使终端设备获取电能，从而完成充电的过程。现有的无线充电设备，传输功率由于外界条件的改变会产生很大的影响，传输功率对于外部条件的适应能力不强。因此，研究开发一种功率可以调节的无线充电装置具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对
技术介绍
存在的缺陷，提出一种由单片机控制的、功率可以自动调节的无线充电装置。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种功率可调的无线充电装置，包括信号源端、单片机主控模块、电感控制开关、电容控制开关、类型选择开关、电感网络、电容网络、A选择端、B选择端、信号发射端、状态采样单元、AD转换单元和接收端；所述信号源端包括一个电压源Us和一个等效电阻R0；所述信号发射端包括第一电容C1和第一电感L1；所述接收端包括第二电容C2、第二电感L2和负载电阻RL；所述单片机主控模块包括第一开关控制单元、第二开关控制单元、第三开关控制单元、信号处理单元和中心控制单元；所述信号源端为充电装置提供交流电源信号；第一开关控制单元与电感控制开关相连，用于控制电感网络中接入装置的电感个数；第二开关控制单元与电容控制开关相连，用于控制电容网络中接入装置的电容个数；第三开关控制单元与类型选择开关相连，用于A选择端与B选择端的切换与选择；中心控制单元与第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元相连，用于控制第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元；所述状态采样单元与信号发射端相连，用于采集信号发射端的电压电流信号，所述AD转换单元用于将状态采样单元采集到的电压电流信号转换成数字信号，所述信号处理单元将AD转换单元输出的数字信号进行处理，所述中心控制单元与信号处理单元相连，用于接收信号处理单元处理后的信号进而控制第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元。进一步地，所述电感网络包括n个并联的电感，一端与电感控制开关相连，另一端与信号发射端中的第一电容C1相连；所述电容网络包括m个并联的电容，一端与电容控制开关相连，另一端与信号发射端中的第一电感L1相连。进一步地，所述电感控制开关为n个分别与电感网络中的电感相连的开关并联得到，电容控制开关为m个分别与电容网络中的电容相连的开关并联得到，类型选择开关为一个单刀双掷开关。进一步地，上述功率可调的无线充电装置的工作方法，包括以下步骤：步骤1、单片机主控模块中的第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元分别控制电感控制开关、电容控制开关和类型选择开关，使电感控制开关中闭合一个开关，其他开关断开，即电感网络中一个电感接入装置，电容控制开关中的所有开关闭合，即所有电容并联接入装置，类型选择开关断开；此时，电感网络和电容网络为接入系统的电容和电感值最小的初始状态；步骤2、在初始状态下，状态采样单元采集信号发射端的电压电流信号，通过AD转换为数字信号后，传输至信号处理单元，经信号处理单元后得到初始状态的功率Ps；步骤3、单片机主控模块中的第三开关控制单元控制类型选择开关，使A选择端的开关闭合，此时，电容网络与信号源端并联，电感网络串联信号发射端后与信号源端并联，即增加负载型电容电感网络接入装置，记为第一状态；步骤4、在第一状态下，状态采样单元采集信号发射端的电压电流信号，通过AD转换为数字信号后，传输至信号处理单元，经信号处理单元后得到第一状态的功率P1；步骤5、比较Ps和P1的大小，若P1＞Ps，则继续保持A选择端开关闭合；若P1≤Ps，则单片机主控模块中的第三开关控制单元控制类型选择开关，使A选择端开关断开，B选择端开关闭合，此时，电容网络与信号发射端并联，电感网络串联信号源端后与信号发射端并联，即减小负载型电容电感网络接入装置，记为第二状态；步骤6、单片机主控模块中的第一开关控制单元和第二开关控制单元分别控制电感控制开关和电容控制开关，每隔1s闭合一个电感控制开关，每隔2s断开一个电容控制开关，以调控接入的电容和电感个数；同时，状态采样单元每隔1s采集一次信号发射端的电压电流信号，通过AD转换为数字信号后，传输至信号处理单元，经信号处理单元后得到功率P2；步骤7、若P2一直增大，即当前时刻的功率P2(t)＞上一秒的功率P2(t-1)，则继续步骤6调控接入的电容和电感个数的过程；若P2开始减小，即当前时刻的功率P2(t)＜上一秒的功率P2(t-1)，此时单片机主控模块中的第一开关控制单元和第二开关控制单元分别控制电感控制开关和电容控制开关，使电容和电感的接入个数返回上一秒的状态，即P2(t-1)的接入状态，即可使系统达到功率最大的状态。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种功率可调的无线充电装置，通过单片机实时处理状态采样单元采集到的信号，并实时调控电容电感网络的状态，有效解决了原有无线充电装置外部条件对功率带来的巨大影响的问题。本专利技术无线充电装置对于外部条件变化具有快速实时响应，且大幅度提高了整个系统输出端的功率。附图说明图1为本专利技术提供的一种功率可调的无线充电装置的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种功率可调的无线充电装置的详细电路图；图3为现有无线充电装置的等效模型图；图4为图3对应的无线充电装置的等效电路图；图5为本专利技术无线充电装置中减小负载型电容电感网络(a)和增加负载型电容电感网络(b)的等效电路图；图6为减小负载型电容电感网络和增加负载型电容电感网络中功率与负载之间的关系。具体实施方式下面结合附图和实施例，详述本专利技术的技术方案。一种功率可调的无线充电装置，如图1和2可知，包括信号源端、单片机主控模块、电感控制开关、电容控制开关、类型选择开关、电感网络、电容网络、A选择端、B选择端、信号发射端、状态采样单元、AD转换单元和接收端；所述信号源端包括一个电压源Us和一个等效电阻R0；所述信号发射端包括第一电容C1和第一电感L1；所述接收端包括第二电容C2、第二电感L2和负载电阻RL；所述单片机主控模块包括第一开关控制单元、第二开关控制单元、第三开关控制单元、信号处理单元和中心控制单元；所述信号源端为充电装置提供交流电源信号；第一开关控制单元与电感控制开关相连，用于控制电感网络中接入装置的电感个数；第二开关控制单元与电容控制开关相连，用于控制电容网络中接入装置的电容个数；第三开关控制单元与类型选择开关相连，用于A选择端与B选择端的切换与选择；中心控制单元与第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元相连，用于控制第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元；所述状态采样单元与信号发射端相连，用于采集信号发射端的电压电流信号，所述AD转换单元用于将状态采样单元采集到的电压电流信号转换成数字信号，所述信号处理单元将AD转换单元输出的数字信号进行处理，所述中心控制单元与信号处理单元相连，用于接收信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率可调的无线充电装置，其特征在于，包括信号源端、单片机主控模块、电感控制开关、电容控制开关、类型选择开关、电感网络、电容网络、A选择端、B选择端、信号发射端、状态采样单元、AD转换单元和接收端；所述信号源端包括电压源和等效电阻；所述信号发射端包括第一电容和第一电感；所述接收端包括第二电容、第二电感和负载电阻；所述单片机主控模块包括第一开关控制单元、第二开关控制单元、第三开关控制单元、信号处理单元和中心控制单元；所述信号源端为充电装置提供交流电源信号；第一开关控制单元与电感控制开关相连，用于控制电感网络中接入装置的电感个数；第二开关控制单元与电容控制开关相连，用于控制电容网络中接入装置的电容个数；第三开关控制单元与类型选择开关相连，用于A选择端与B选择端的切换；中心控制单元用于控制第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元；所述状态采样单元与信号发射端相连，用于采集信号发射端的电压电流信号，所述AD转换单元用于将状态采样单元采集到的电压电流信号转换成数字信号，所述信号处理单元将AD转换单元输出的数字信号进行处理，所述中心控制单元与信号处理单元相连，用于接收信号处理单元处理后的信号进而控制第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元。...

【技术特征摘要】
1.一种功率可调的无线充电装置，其特征在于，包括信号源端、单片机主控模块、电感控制开关、电容控制开关、类型选择开关、电感网络、电容网络、A选择端、B选择端、信号发射端、状态采样单元、AD转换单元和接收端；所述信号源端包括电压源和等效电阻；所述信号发射端包括第一电容和第一电感；所述接收端包括第二电容、第二电感和负载电阻；所述单片机主控模块包括第一开关控制单元、第二开关控制单元、第三开关控制单元、信号处理单元和中心控制单元；所述信号源端为充电装置提供交流电源信号；第一开关控制单元与电感控制开关相连，用于控制电感网络中接入装置的电感个数；第二开关控制单元与电容控制开关相连，用于控制电容网络中接入装置的电容个数；第三开关控制单元与类型选择开关相连，用于A选择端与B选择端的切换；中心控制单元用于控制第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元；所述状态采样单元与信号发射端相连，用于采集信号发射端的电压电流信号，所述AD转换单元用于将状态采样单元采集到的电压电流信号转换成数字信号，所述信号处理单元将AD转换单元输出的数字信号进行处理，所述中心控制单元与信号处理单元相连，用于接收信号处理单元处理后的信号进而控制第一开关控制单元、第二开关控制单元和第三开关控制单元。2.根据权利要求1所述的功率可调的无线充电装置，其特征在于，所述电感网络包括n个并联的电感，一端与电感控制开关相连，另一端与信号发射端中的第一电容相连；所述电容网络包括m个并联的电容，一端与电容控制开关相连，另一端与信号发射端中的第一电感相连。3.根据权利要求1所述的功率可调的无线充电装置，其特征在于，所述电感控制开关为n个开关并联得到，电容控制开关为m个开关并联得到，类型选择开关为一个单刀双掷开关。4.一种功率可调的无线充电装置的工作方法，包括以下步骤：步骤1、单片机主控模块中的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐自强，杨娟，吴孟强，马永笠，伍青，廖家轩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51