一种无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路及检测方法技术

本发明专利技术提供一种结构简单、成本低、测试效率高的无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路，以及检测方法。该电路包括MCU（1）、LCR表（2）和继电器模组，MCU（1）与继电器模组相电信号连接，发送线圈（TX）和接收线圈（RX）的两端分别与LCR表（2）相连接；该方法包括以下步骤：通过MCU控制继电器模组的闭合和断开，利用LCR表（2）读取此时发送线圈或接收线圈的感抗值，分别记为Ltx或Lrx；再调整继电器模组另一种形式的闭合和断开，得到此时发送线圈或接收线圈的感抗值，记为Ltx（short）或Lrx（short）,通过耦合系数计算公式分别计算即得到耦合系数K的值。本发明专利技术用于无线充电器测试领域。

A test circuit and method of coupling coefficient of charging coil for Wireless charger

【技术实现步骤摘要】
一种无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路及检测方法
本专利技术涉及无线充电器测试领域，尤其涉及一种无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路及检测方法。
技术介绍
随着无线充电技术的发展，越来越多的无线充电产品被应用在日常生活中。与有线充电相比，无线充电的功率一般偏小，效率也偏低。而影响效率的最主要因素就是充电线圈之间的耦合系数，耦合系数越大，充电的效率也会越高。耦合系数和线圈以及线圈之间的距离密切相关，如何快速精确测定线圈之间的耦合系数在无线充电产品的设计中非常重要，这对预知产品在各种场合的充电效率以及温升有着非常重要的意义。某些测试需要在特定的K值（耦合系数）状态下完成，在实际应用中往往需要花费大量的时间来寻找这个特定的耦合系数——K值。传统线圈互感测试方法有伏安法、磁通法、串联法等，但这些方法都需要多台仪器配合才能完成，其测量成本高、体积大、操作方法繁琐，不便于批量生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种结构简单、成本低、测试效率高的无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路，以及利用该电路对无线充电器的充电线圈的耦合系数进行检测的方法，该方法操作便捷，测试快速，测试精度高。本专利技术所述无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路所采用的技术方案是：本专利技术中，待测充电线圈包括发送线圈和接收线圈，它包括MCU、LCR表和继电器模组，所述MCU与所述继电器模组相电信号连接，所述发送线圈和所述接收线圈的两端分别与所述LCR表相连接，所述继电器模组包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器及第六继电器，所述第一继电器设置在所述发送线圈一端的连接线上，所述第二继电器设置在所述发送线圈另一端的连接线上，所述第三继电器连接在所述发送线圈的两端之间，所述第四继电器设置在所述接收线圈一端的连接线上，所述第五继电器设置在所述接收线圈另一端的连接线上，所述第六继电器连接在所述接收线圈的两端之间，所述发送线圈和所述接收线圈。上述方案可见，MCU的设置能够对继电器模组进行智能控制，LCR表能够对待测线圈的发送线圈和接收线圈分别进行电感检测，并直接读取相应值，而继电器模组的设置能够实现接收线圈和发送线圈的电感的快速和便捷的检测，大大提升了检测效率，且通过MCU的控制实现自动化控制，据此无需引入人为因素对检测结果的影响，保证了检测结果的精度和稳定性，也降低了工作人员的劳动强度，且其结构简单，制作成本低，适用于大规模自动化测试。进一步地，该电路还包括外围的主机，所述主机通过串口分别与所述MCU及所述LCR表相电信号连接。由此可见，通过主机的设置，能够利用主机对MCU和LCR表实现自动化控制，提高整个测试的自动化程度，减少人为因素的引入，保证了测试精度。再进一步地，所述MCU通过GPIO口与所述继电器模组相连接。由此可见，通过GPIO口来连接MCU和继电器模组，保证了通信的稳定性和传输速率。利用上述无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路对无线充电器的充电线圈的耦合系数进行检测的方法包括以下步骤：a.闭合所述第一继电器和所述第二继电器，断开所述第三继电器、所述第四继电器、所述第五继电器及所述第六继电器，通过所述LCR表读取此时所述发送线圈的感抗值，记为Ltx；b.闭合所述第六继电器，保持第一继电器、所述第二继电器、所述第三继电器、所述第四继电器及所述第五继电器的各自状态，通过所述LCR表读取此时所述发送线圈的感抗值，记为Ltx（short）；c.根据耦合系数计算公式，即得到耦合线圈的耦合系数K。上述方案可见，该方法只要根据要求通过MCU控制相应的继电器闭合或断开，即可快速地检测发送线圈的感抗值，根据耦合系数计算公式，即可得到耦合系数，这个检测过程由MCU实现，只需设置好检测程序即可，操作便捷，测试过程中减少了人为因素的引入，提高了检测的精度，且测试快速。利用上述无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路对无线充电器的充电线圈的耦合系数进行检测的另一种方法包括以下步骤：d.闭合所述第四继电器和所述第五继电器，断开所述第一继电器、所述第二继电器、所述第三继电器及所述第六继电器，通过所述LCR表读取此时所述接收线圈的感抗值，记为Lrx；e.闭合所述第三继电器，保持所述第一继电器、所述第二继电器、所述第四继电器、所述第五继电器及所述第六继电器的各自状态，通过所述LCR表读取此时所述接收线圈的感抗值，记为Lrx（short）；f.根据耦合系数计算公式，即得到耦合线圈的耦合系数K。同样地，由上述方案可见，只要根据要求通过MCU控制相应的继电器闭合或断开，即可快速地检测接收线圈的感抗值，根据耦合系数计算公式，即可得到耦合系数，整个检测过程简单，操作便捷，测试快速，且测试精度高。附图说明图1是本专利技术的原理图。具体实施方式如图1所示，本专利技术中，待测充电线圈包括发送线圈TX和接收线圈RX。在具体实施时，可将发送线圈TX和接收线圈RX设置在一机械装置上的两个可相对移动的部分上，在机械装置上通过可相对移动的两个部分的相对运动，可使得发送线圈TX和接收线圈RX之间的距离是可调的。根据实际的线圈匝数和线圈绕制的密度，可根据实际情况来调整发送线圈TX和接收线圈RX之间的距离为最佳距离。所述无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路包括MCU1、LCR表2、外围的主机3和继电器模组。所述MCU1通过GPIO口与所述继电器模组相电信号连接。所述发送线圈TX和所述接收线圈RX的两端分别与所述LCR表2相连接。所述主机3通过串口分别与所述MCU1及所述LCR表2相电信号连接。所述继电器模组包括第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4、第五继电器K5及第六继电器K6。所述第一继电器K1设置在所述发送线圈TX一端的连接线上，所述第二继电器K2设置在所述发送线圈TX另一端的连接线上，所述第三继电器K3连接在所述发送线圈TX的两端之间。所述第四继电器K4设置在所述接收线圈RX一端的连接线上，所述第五继电器K5设置在所述接收线圈RX另一端的连接线上，所述第六继电器K6连接在所述接收线圈RX的两端之间，所述发送线圈TX和所述接收线圈RX。如图1所示，第一继电器K1、第二继电器K2、第四继电器K4和第五继电器K5可以让线圈从系统中完全断开，第三继电器K3和第六继电器K6可用来短路线圈以便计算两个线圈之间的耦合系数K。MCU用来控制第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4、第五继电器K5及第六继电器K6的闭合和断开，然后用LCR表测量不同条件下线圈的感抗，并记录下各个感抗值，通过以下方法来计算两个线圈之间的耦合系数K。第一种方法如下：a.闭合所述第一继电器K1和所述第二继电器K2，断开所述第三继电器K3、所述第四继电器K4、所述第五继电器K5及所述第六继电器K6，通过所述LCR表2读取此时所述发送线圈TX的感抗值，记为Ltx；b.闭合所述第六继电器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路，待测充电线圈包括发送线圈（TX）和接收线圈（RX），其特征在于：它包括MCU（1）、LCR表（2）和继电器模组，所述MCU（1）与所述继电器模组相电信号连接，所述发送线圈（TX）和所述接收线圈（RX）的两端分别与所述LCR表（2）相连接，所述继电器模组包括第一继电器（K1）、第二继电器（K2）、第三继电器（K3）、第四继电器（K4）、第五继电器（K5）及第六继电器（K6），所述第一继电器（K1）设置在所述发送线圈（TX）一端的连接线上，所述第二继电器（K2）设置在所述发送线圈（TX）另一端的连接线上，所述第三继电器（K3）连接在所述发送线圈（TX）的两端之间，所述第四继电器（K4）设置在所述接收线圈（RX）一端的连接线上，所述第五继电器（K5）设置在所述接收线圈（RX）另一端的连接线上，所述第六继电器（K6）连接在所述接收线圈（RX）的两端之间，所述发送线圈（TX）和所述接收线圈（RX）。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路，待测充电线圈包括发送线圈（TX）和接收线圈（RX），其特征在于：它包括MCU（1）、LCR表（2）和继电器模组，所述MCU（1）与所述继电器模组相电信号连接，所述发送线圈（TX）和所述接收线圈（RX）的两端分别与所述LCR表（2）相连接，所述继电器模组包括第一继电器（K1）、第二继电器（K2）、第三继电器（K3）、第四继电器（K4）、第五继电器（K5）及第六继电器（K6），所述第一继电器（K1）设置在所述发送线圈（TX）一端的连接线上，所述第二继电器（K2）设置在所述发送线圈（TX）另一端的连接线上，所述第三继电器（K3）连接在所述发送线圈（TX）的两端之间，所述第四继电器（K4）设置在所述接收线圈（RX）一端的连接线上，所述第五继电器（K5）设置在所述接收线圈（RX）另一端的连接线上，所述第六继电器（K6）连接在所述接收线圈（RX）的两端之间，所述发送线圈（TX）和所述接收线圈（RX）。


2.根据权利要求1所述的一种无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路，其特征在于：该电路还包括外围的主机（3），所述主机（3）通过串口分别与所述MCU（1）及所述LCR表（2）相电信号连接。


3.根据权利要求1所述的一种无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路，其特征在于：所述MCU（1）通过GPIO口与所述继电器模组相连接。


4.一种利用如权利要求1所述的无线充电器的充电线圈耦合系数检测电路对无线充电器的充电线圈的耦合系...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯磊，
申请(专利权)人：珠海市运泰利自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44