无线充电系统的变频控制方法、装置以及存储介质.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010696846.9 (22)申请日 2020.07.20 (71)申请人 深圳赫兹创新技术有限公司 地址 518126 广东省深圳市宝安区西乡街 道南昌社区航城大道华丰国际机器人 产业园F栋一层 (72)发明人 胡锦敏曹达平 (74)专利代理机构 深圳盛德大业知识产权代理 事务所(普通合伙) 44333 代理人 贾振勇 (51)Int.Cl. H02J 50/12(2016.01) H02J 50/80(2016.01) H02J 50/90(2016.01) (54)。

2、发明名称 无线充电系统的变频控制方法、 装置以及存 储介质 (57)摘要 本发明提供了一种无线充电系统的变频控 制方法、 装置及存储介质。 无线充电系统包括发 射端和接收端， 所述发射端具有移相全桥控制电 路， 所述方法包括以下步骤： 在所述无线充电系 统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射端的 移相角； 当所述移相角大于第一预设移相角时， 调节所述发射端当前的谐振频率， 增大所述发射 端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率 差。 通过检测发射端的移相角参数和接收端充电 电流参数， 推断当前发射线圈与接收线圈的距 离， 当发射线圈与接收线圈的距离过近时， 调整 当前工作频率远离最佳谐振频率。

3、， 当发射线圈与 接收线圈的距离过远时， 调整当前工作频率靠近 最佳谐振频率， 从而扩大无线充电系统中发射端 与接收端之间距离的适用范围。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 111740511 A 2020.10.02 CN 111740511 A 1.一种无线充电系统的变频控制方法， 其特征在于， 所述无线充电系统包括发射端和 接收端， 所述发射端具有移相全桥控制电路， 所述方法包括以下步骤： 在所述无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射端的移相角； 当所述移相角大于第一预设移相角时， 调节所述发射端当前的谐振频率， 增大所述发 射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频。

4、率差。 2.如权利要求1所述的无线充电系统的变频控制方法， 其特征在于， 实时检测无线充电 系统中所述接收端的充电电流， 当所述充电电流大于第一预设电流时， 所述无线充电系统 处于稳定充电状态。 3.如权利要求1所述的无线充电系统的变频控制方法， 其特征在于， 在所述无线充电系 统进入无线充电预设时间间隔后， 判定所述无线充电系统处于稳定充电状态。 4.如权利要求1所述的无线充电系统的变频控制方法， 其特征在于， 所述调节所述发射 端当前的谐振频率， 增大所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差的步骤 之后， 所述方法还包括： 检测到所述谐振频率到达最小设定频率或最大设定所述移相角到。

5、达预设最小移相角 时， 停止调节所述发射端的谐振频率。 5.如权利要求1-4任一项所述的无线充电系统的变频控制方法， 其特征在于， 实时检测 所述接收端的充电电流， 所述实时获取发射端的移相角的步骤之后， 所述方法还包括： 在所述接收端的充电电流小于第二预设电流且移相角小于第二预设移相角时， 调节所 述发射端当前的谐振频率， 缩小所述发射端当前的谐振频率与所述预设谐振频率之间的频 率差； 其中， 所述第二预设电流大于所述第一预设电流， 所述第二预设移相角小于所述第一 预设移相角。 6.如权利要求5所述的无线充电系统的变频控制方法， 其特征在于， 所述增大所述发射 端当前的谐振频率的步骤之后， 。

6、所述方法还包括以下步骤： 当所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差为零或所述充电电流到 达目标充电电流时， 停止调节所述发射端当前的谐振频率。 7.一种无线充电系统的变频控制装置， 其特征在于， 所述无线充电系统包括发射端和 接收端， 所述装置包括： 移相角检测单元， 用于在所述无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射 端的移相角； 第一频率调节单元， 用于当所述移相角大于第一预设移相角时， 调节所述发射端当前 的谐振频率， 增大所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差。 8.如权利要求7所述的无线充电系统的变频控制装置， 其特征在于， 实时检测无线充电 系统中。

7、所述接收端的充电电流， 当所述充电电流大于第一预设电流时， 所述无线充电系统 处于稳定充电状态。 9.如权利要求7所述的无线充电系统的变频控制装置， 其特征在于， 在所述无线充电系 统进入启动无线充电预设时间间隔后， 判定所述无线充电系统处于稳定充电状态。 10.如权利要求7所述的无线充电系统的变频控制装置， 其特征在于， 所述装置还包括： 第二频率调节单元， 用于检测到所述谐振频率到达最小设定频率或最大设定频率或所 权利要求书 1/2 页 2 CN 111740511 A 2 述移相角到达预设最小移相角时， 停止调节所述发射端的谐振频率。 11.如权利要求7-10任一项所述的无线充电系统的变。

8、频控制装置， 其特征在于， 实时检 测所述接收端的充电电流， 所述装置还包括： 第三频率调节单元， 用于在所述接收端的充电电流小于第二预设电流且移相角小于第 二预设移相角时， 调节所述发射端当前的谐振频率， 缩小所述发射端当前的谐振频率与所 述预设谐振频率之间的频率差； 其中， 所述第二预设电流大于所述第一预设电流， 所述第二预设移相角小于所述第一 预设移相角。 12.如权利要求11所述的无线充电系统的变频控制装置， 其特征在于， 所述装置还包 括： 第四频率调节单元， 用于当所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差 为零或所述充电电流到达目标充电电流时， 停止调节所述发射端当前的谐。

9、振频率。 13.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质上存储有无线充电系统的变频控制程 序， 所述无线充电系统的变频控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述 的无线充电系统的变频控制方法的步骤。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111740511 A 3 无线充电系统的变频控制方法、 装置以及存储介质 技术领域 0001 本发明涉及无线充电技术领域， 尤其涉及无线充电系统的变频控制方法、 装置以 及存储介质。 背景技术 0002 随着科技的发展， 无线充电设备被广泛运用。 无线充电系统一般分为无线充电的 发射端和接收端， 通过发射端中的发射线圈与接收端中的接收线圈之间产生交。

10、变磁场， 传 输电能。 0003 发射端和接收端在实际工作中受线圈距离和偏移角度等因素影响， 使得发射端需 要有一个比较好的控制策略以适应不同的工况条件。 目前， 无线充电行业中多数的无线充 电系统都是采用定频控制系统， 在整个充电过程中， 发射端采用固定的谐振频率向接收端 供电。 0004 然而， 采用固定频率充电时， 由于线圈的感应距离和偏移角度非常敏感， 允许的工 作范围很窄， 一旦接收端超出工作范围， 就可能无法正常无线充电， 甚至导致发射端硬件的 损坏。 发明内容 0005 本发明实施例提供一种无线充电系统的变频控制方法、 装置以及存储介质， 旨在 解决现有的无线充电中发射端与接收端。

11、间的工作范围窄的问题。 0006 本发明实施例是这样实现的， 提供一种无线充电系统的变频控制方法， 所述无线 充电系统包括发射端和接收端， 所述发射端具有移相全桥控制电路， 所述方法包括以下步 骤： 在所述无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射端的移相角； 当所述移相角大于第一预设移相角时， 调节所述发射端当前的谐振频率， 增大所述发 射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差。 0007 更进一步的， 实时检测无线充电系统中所述接收端的充电电流， 当所述充电电流 大于第一预设电流时， 所述无线充电系统处于稳定充电状态。 0008 更进一步的， 在所述无线充电系统进入无线充电预设。

12、时间间隔后， 判定所述无线 充电系统处于稳定充电状态。 0009 更进一步的， 所述调节所述发射端当前的谐振频率， 增大所述发射端当前的谐振 频率与预设谐振频率之间的频率差的步骤之后， 所述方法还包括： 检测到所述谐振频率到达最小设定频率或最大设定频率或所述移相角到达预设最小 移相角时， 停止调节所述发射端的谐振频率。 0010 更进一步的， 实时检测所述接收端的充电电流， 所述实时获取发射端的移相角的 步骤之后， 所述方法还包括： 在所述接收端的充电电流小于第二预设电流且移相角小于第二预设移相角时， 调节所 说明书 1/9 页 4 CN 111740511 A 4 述发射端当前的谐振频率， 。

13、缩小所述发射端当前的谐振频率与所述预设谐振频率之间的频 率差； 其中， 所述第二预设电流大于所述第一预设电流， 所述第二预设移相角小于所述第一 预设移相角。 0011 更进一步的， 所述增大所述发射端当前的谐振频率的步骤之后， 所述方法还包括 以下步骤： 当所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差为零或所述充电电流到 达目标充电电流时， 停止调节所述发射端当前的谐振频率。 0012 此外， 本发明实施例还提出一种无线充电系统的变频控制装置， 所述无线充电系 统包括发射端和接收端， 所述装置包括： 移相角检测单元， 用于在所述无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射 端的移相。

14、角； 第一频率调节单元， 用于当所述移相角大于第一预设移相角时， 调节所述发射端当前 的谐振频率， 增大所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差。 0013 更进一步的， 实时检测无线充电系统中所述接收端的充电电流， 当所述充电电流 大于第一预设电流时， 所述无线充电系统处于稳定充电状态。 0014 更进一步的， 在所述无线充电系统进入启动无线充电预设时间间隔后， 判定所述 无线充电系统处于稳定充电状态。 0015 更进一步的， 所述装置还包括： 第二频率调节单元， 用于检测到所述谐振频率到达最小设定频率或最大设定频率或所 述移相角到达预设最小移相角时， 停止调节所述发射端的谐振频率。

15、。 0016 更进一步的， 实时检测所述接收端的充电电流， 所述装置还包括： 第三频率调节单元， 用于在所述接收端的充电电流小于第二预设电流且移相角小于第 二预设移相角时， 调节所述发射端当前的谐振频率， 缩小所述发射端当前的谐振频率与所 述预设谐振频率之间的频率差； 其中， 所述第二预设电流大于所述第一预设电流， 所述第二预设移相角小于所述第一 预设移相角。 0017 更进一步的， 所述装置还包括： 第四频率调节单元， 用于当所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差 为零或所述充电电流到达目标充电电流时， 停止调节所述发射端当前的谐振频率。 0018 此外， 本发明实施例还提出一种。

16、存储介质， 其特征在于， 所述存储介质上存储有无 线充电系统的变频控制程序， 所述无线充电系统的变频控制程序被处理器执行时实现如上 所述的无线充电系统的变频控制方法的步骤。 0019 本发明的有益效果在于， 与现有技术相比， 本发明在无线充电系统处于稳定充电 状态过程中， 实时获取发射端的移相角。 当发射端的移相角大于第一预设移相角时， 表明当 前接收端的接收线圈与发射端的发射线圈距离比较近， 此时线圈之间的电磁耦合系数比较 大， 导致当前接收端接收到的能量过大。 为了避免对接收端硬件及电池造成损坏， 增大所述 发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差， 使发射端的能量输出稳定， 从而接。

17、 收端能稳定的给电池充电。 通过检测发射端的移相角的大小间接推断当前发射线圈与接收 说明书 2/9 页 5 CN 111740511 A 5 线圈的距离， 从而， 在发射线圈与接收线圈的距离过近时， 调节发射端的谐振频率， 增大发 射端的谐振频率和预设谐振频率的差值， 扩大了无线充电系统中发射端与接收端之间距离 的适用范围。 附图说明 0020 图1是本发明实施例一提供的无线充电系统的变频控制方法的流程示意图； 图2是本发明无线充电系统的变频控制方法涉及的移相全桥控制电路的电路结构示意 图; 图3是本发明无线充电系统的变频控制方法涉及的移相全桥控制电路的简易电路结构 示意图; 图4是本发明实施。

18、例二提供的无线充电系统的变频控制方法的流程示意图; 图5是本发明实施例三提供的无线充电系统的变频控制装置的模块示意图； 图6是本发明实施例四提供的无线充电系统的变频控制装置的模块示意图。 具体实施方式 0021 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 不用于限定本发明。 0022 实施例一 请参阅图1， 是本发明实施例一提供的无线充电系统的变频控制方法的流程示意图， 所 述方法包括如下步骤： 步骤S10， 在所述无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射端的移。

19、相角。 0023 无线充电系统包括无线充电的发射端和接收端， 发射端连接电源， 接收端连接待 充电设备的电池。 例如， 无线充电汽车进行充电时， 充电桩连接有发射端， 无线充电汽车安 装有接收端， 通过接收端接收发射端传递的电能为汽车的电池充电。 0024 发射端包括发射线圈， 接收端包括接收线圈， 通过发射线圈和接收线圈电磁耦合， 实现电能的无线传输， 为待充电设备的电池充电。 发射线圈与接收线圈线圈距离越近， 线圈 耦合系数越大， 无线充电系统的输出功率越大。 在发射端中具有移相全桥控制电路 （如图 2） ， 根据供电需要， 通过控制移相角的大小来调节能量的输出。 应当指出的是， 本实施例。

20、中 附图2仅为本申请中移相全桥控制电路的一种表现形式， 并不作为本发明保护范围的限定。 0025 图2中所示的移相全桥控制电路包括： 逆变单元200为全桥逆变单元， 包括第一场效应管Q1、 第二场效应管Q2、 第三场效应管 Q3以及第四场效应管Q4， 第一场效应管Q1、 第二场效应管Q2、 第三场效应管Q3以及第四场效 应管Q4的控制极均连接第一控制单元600， 第一场效应管Q1的漏极连接第三场效应管Q3的 源极， 第一场效应管Q1的源极分别连接谐振单元300以及第二场效应管Q2的漏极， 第二场效 应管Q2的漏极分别连接谐振单元300以及第四场效应管Q4的源极， 第二场效应管Q2的源极 连接第。

21、四场效应管Q4的漏极。 0026 第一场效应管Q1和第二场效应管Q2组成一组桥， 第三场效应管Q3和第四场效应管 Q4组成另外一组桥， 在第一控制单元600的控制下， 两组桥交替导通， 以实现将第一变压单 说明书 3/9 页 6 CN 111740511 A 6 元100传输的直流电转换为交流电， 并将交流电传输到谐振单元300。 0027 以下以图3所示的简易的移相全桥控制电路为例说明接收线圈和发射线圈的距离 与功率之间的关系。 0028 在图3中U1为充电系统输入的高频交流电压， I0为U1产生的交流电流， I1为原边谐 振线圈Lp产生的电流， I2为副边谐振线圈Ls输出的电流， R1为交。

22、流电源U1的内阻， Rfp为原边 谐振补偿电感Lfp的内阻， RP为原边谐振线圈Lp的内阻， Rs为副边谐振补偿线圈Ls的内阻， RL 为电阻负载， Cp为原边谐振补偿串联电容， C1为原边谐振补偿并联电容， Cs为副边谐振补偿 电容， M为原副边谐振线圈的互感。 0029 通过理论计算和推导， 移相全桥控制电路的输出电压UL为： 移相全桥控制电路中接收端输出的功率Pout为： 由以上两个公式， 可以得出， 接收端的电压和功率随互感增大而增大。 线圈距离越近互 感越大， 因此， 当接收线圈和发射线圈距离越近， 输出电压和功率就会增大。 0030 而移相全桥控制电路的控制原理中， 可以通过控制移。

23、相角改变输出的功率大小， 且移相角与功率间的关系为： 移相角越大输出的功率越小， 反之， 移相角越小输出的功率越 大。 其中， 移相角的取值为0 180 。 0031 在移相全桥控制电路电路中， 当发射端工作在最佳谐振频率 （即， 预设谐振频率） 点处， 能量转化最大， 也即输出功率最大。 在具体实施过程中， 用户会选择在最佳谐振频率 前一段或后一段频率范围作为工作频率。 当选择最佳谐振频率前一段频率范围作为工作频 率时， 发射端的工作频率小于或等于预设谐振频率， 且发射端当前的谐振频率越大， 电路输 出功率越大。 反之， 当选择预设谐振频率后一段频率范围作为工作频率时， 发射端的工作频 率大。

24、于或等于预设谐振频率， 且发射端当前的谐振频率越小， 电路输出功率越大。 综上， 总 体的原则就是， 需要增大功率时， 就将发射端当前的谐振频率向预设谐振频率靠拢， 需要减 少功率， 就将发射端当前的谐振频率远离预设谐振频率。 0032 在无线充电系统开始进行无线充电时， 接收端给电池的充电电流逐渐增大。 当充 电电流大于一定预设阈值时， 表明无线充电系统已经处于稳定充电状态。 0033 此外， 根据无线充电系统的实际情况， 能够预估无线充电系统从开始进行充电到 进入稳定充电状态间的时间间隔。 在无线充电系统进入无线充电预设时间间隔后， 判定无 线充电系统处于稳定充电状态。 0034 步骤S2。

25、0， 当所述移相角大于第一预设移相角时， 调节所述发射端当前的谐振频 率， 增大所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差。 0035 在无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射端的移相角， 并判断移 相角是否大于第一预设移相角。 当发射端的移相角小于第一预设移相角时， 发射端高效率 输出电能， 无线充电系统稳定供电， 无需对发射端当前的谐振频率进行干预； 当发射端的移 相角大于第一预设移相角时， 表明当前接收端的接收线圈与发射端的发射线圈距离比较 说明书 4/9 页 7 CN 111740511 A 7 近， 此时线圈之间的电磁耦合系数比较大， 导致当前接收端接收到的能量过。

26、大。 为了避免对 接收端硬件及电池造成损坏， 调节发射端当前的谐振频率， 增大发射端当前的谐振频率与 预设谐振频率之间的频率差， 使得发射端的工作频率远离最佳谐振频率， 降低输出功率， 发 射端的能量稳定输出， 从而接收端也能稳定的给电池充电。 0036 进一步的， 降低发射端当前的谐振频率的方法包括每间隔单位时间将谐振频率降 低一定预设阈值； 或者是， 根据预设移相角-谐振频率对应关系获取当前移相角对应的谐振 频率， 将当前的谐振频率降低至当前移相角对应的谐振频率。 并在谐振频率降低过程中检 测发射端的移相角， 当移相角小于或等于第一预设移相角时， 当前无线充电系统输出的功 率合适， 可停止。

27、谐振频率的调节， 无线充电发射端维持该谐振频率为接收端传输电能。 0037 此外， 发射端的谐振频率不可能无限制的降低或无限制的增大， 在检测到谐振频 率到达最小设定频率或最大设定频率或移相角到达预设最小移相角时， 停止降低发射端的 谐振频率， 保障无线充电系统能够实现电能传输。 其中， 最小设定频率是发射端在最佳谐振 频率前一段的工作频率范围中的最小频率； 最大设定频率是发射端在最佳谐振频率后一段 的工作频率范围中的的最大频率。 0038 在本实施例中， 在无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射端的移 相角。 当发射端的移相角大于第一预设移相角时， 表明当前接收端的接收线圈与发射。

28、端的 发射线圈距离比较近， 此时线圈之间的电磁耦合系数比较大， 导致当前接收端接收到的能 量过大。 为了避免对接收端硬件及电池造成损坏， 调节发射端当前的谐振频率， 增大发射端 当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差， 使得发射端的工作频率远离最佳谐振频 率， 降低输出功率， 发射端的能量稳定输出， 从而接收端也能稳定的给电池充电。 通过检测 发射端的移相角的大小间接推断当前发射线圈与接收线圈的距离， 从而， 在发射线圈与接 收线圈的距离过近时， 控制发射端的谐振频率远离最佳谐振频率， 扩大了无线充电系统中 发射端与接收端之间距离的适用范围。 0039 实施例二 请参阅图4， 是本发明实施例。

29、二提供的一种无线充电系统的变频控制方法的流程示意 图， 实施例二与实施例一区别在于， 在实施例二中， 在步骤S10之后该方法还包括： 步骤S30， 实时检测所述接收端的充电电流。 0040 接收端的充电电流是指接收端在接收到发射端传输的电能后， 给电池等负载充电 的电流， 通过安装在接收端与电池之间的电流检测装置可检测该充电电流。 应当指出， 步骤 S30并不限定于步骤S10之后， 还可以在步骤S10之前或同时执行。 0041 步骤S40， 在所述接收端的充电电流小于第二预设电流且移相角小于第二预设移 相角时， 调节所述发射端当前的谐振频率， 减小所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频 率之间的。

30、频率差。 0042 其中， 第二预设电流大于第一预设电流， 第二预设移相角小于第一预设移相角。 0043 第二预设电流为接收端为电池等负载充电时最大充电电流， 第二预设移相角是无 线充电系统电能传输过程中功率最大时刻对应的值。 在接收端当前的充电电流小于第二预 设电流， 且当前移相角小于第二预设移相角时， 说明发射线圈与接收线圈间的距离比较远， 当前的谐振频率下， 发射端的移相角已经接近最小移相角， 接收端的充电电流都离预期较 远， 仅通过调节移相角已经无法满足需求， 发射端提供的能量还远远不够。 说明书 5/9 页 8 CN 111740511 A 8 0044 因此， 在上述情况下， 缩小。

31、所述发射端当前的谐振频率与所述预设谐振频率之间 的频率差来增加接收端的能量输出， 克服发射端与接收端距离较远时无法有效对电池充电 的问题， 提高无线充电系统的工作适应范围。 0045 缩小所述发射端当前的谐振频率与所述预设谐振频率之间的频率差的方法包括 每间隔单位时间将谐振频率增大或减小一定预设阈值； 或者是， 根据预设移相角-谐振频率 对应关系获取当前移相角对应的谐振频率， 将当前的谐振频率调节至当前移相角对应的谐 振频率。 0046 此外， 发射端的谐振频率不可能无限制的增大或减小， 在谐振频率到达无线充电 系统的预设谐振频率 （最佳谐振频率） 时， 停止调节发射端的谐振频率。 0047 。

32、进一步的， 在检测到充电电流达到目标充电电流时， 当前接收端能传输的电能足 够接收端使用， 因而， 可以停止调节发射端当前的谐振频率。 0048 在本实施例中， 在无线充电系统工作过程中实时检测接收端的充电电流， 在接收 端当前的充电电流小于第二预设电流且当前移相角小于第二预设移相角时， 通过缩小发射 端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差来增加接收端的能量输出， 克服发射端与 接收端距离较远时无法有效对电池充电的问题， 增大无线充电系统中线圈的适用距离。 0049 实施例三 请参阅图5， 是本发明第三实施例提供的一种无线充电系统的变频控制装置的结构示 意图， 为了便于说明， 仅示出了与本。

33、发明实施例相关的部分。 该无线充电系统的变频控制装 置包括： 移相角检测单元10， 用于在所述无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发 射端的移相角。 0050 无线充电系统包括无线充电的发射端和接收端， 发射端连接电源， 接收端连接待 充电设备的电池。 例如， 无线充电汽车进行充电时， 充电桩连接有发射端， 无线充电汽车安 装有接收端， 通过接收端接收发射端传递的电能为汽车的电池充电。 0051 发射端包括发射线圈， 接收端包括接收线圈， 通过发射线圈和接收线圈电磁耦合， 实现电能的无线传输， 为待充电设备的电池充电。 发射线圈与接收线圈线圈距离越近， 线圈 耦合系数越大， 无线充电。

34、系统的输出功率越大。 在发射端中具有移相全桥控制电路 （如图 2） ， 根据供电需要， 通过控制移相角的大小来调节能量的输出。 应当指出的是， 本实施例中 附图2仅为本申请中移相全桥控制电路的一种表现形式， 并不作为本发明保护范围的限定。 0052 图2中所示的移相全桥控制电路包括： 逆变单元200为全桥逆变单元， 包括第一场效应管Q1、 第二场效应管Q2、 第三场效应管 Q3以及第四场效应管Q4， 第一场效应管Q1、 第二场效应管Q2、 第三场效应管Q3以及第四场效 应管Q4的控制极均连接第一控制单元600， 第一场效应管Q1的漏极连接第三场效应管Q3的 源极， 第一场效应管Q1的源极分别连。

35、接谐振单元300以及第二场效应管Q2的漏极， 第二场效 应管Q2的漏极分别连接谐振单元300以及第四场效应管Q4的源极， 第二场效应管Q2的源极 连接第四场效应管Q4的漏极。 0053 第一场效应管Q1和第二场效应管Q2组成一组桥， 第三场效应管Q3和第四场效应管 Q4组成另外一组桥， 在第一控制单元600的控制下， 两组桥交替导通， 以实现将第一变压单 元100传输的直流电转换为交流电， 并将交流电传输到谐振单元300。 说明书 6/9 页 9 CN 111740511 A 9 0054 以下以图3所示的简易的移相全桥控制电路为例说明接收线圈和发射线圈的距离 与功率之间的关系。 0055 在。

36、图3中U1为充电系统输入的高频交流电压， I0为U1产生的交流电流， I1为原边谐 振线圈Lp产生的电流， I2为副边谐振线圈Ls输出的电流， R1为交流电源U1的内阻， Rfp为原边 谐振补偿电感Lfp的内阻， RP为原边谐振线圈Lp的内阻， Rs为副边谐振补偿线圈Ls的内阻， RL 为电阻负载， Cp为原边谐振补偿串联电容， C1为原边谐振补偿并联电容， Cs为副边谐振补偿 电容， M为原副边谐振线圈的互感。 0056 通过理论计算和推导， 移相全桥控制电路的输出电压UL为： 移相全桥控制电路中接收端输出的功率Pout为： 由以上两个公式， 可以得出， 接收端的电压和功率随互感增大而增大。。

37、 线圈距离越近互 感越大， 因此， 当接收线圈和发射线圈距离越近， 输出电压和功率就会增大。 0057 而移相全桥控制电路的控制原理中， 可以通过控制移相角改变输出的功率大小， 且移相角与功率间的关系为： 移相角越大输出的功率越小， 反之， 移相角越小输出的功率越 大。 其中， 移相角的取值为0 180 。 0058 在移相全桥控制电路电路中， 当发射端工作在最佳谐振频率 （即， 预设谐振频率） 点处， 能量转化最大， 也即输出功率最大。 在具体实施过程中， 用户会选择在最佳谐振频率 前一段或后一段频率范围作为工作频率。 当选择最佳谐振频率前一段频率范围作为工作频 率时， 发射端的工作频率小于。

38、或等于预设谐振频率， 且发射端当前的谐振频率越大， 电路输 出功率越大。 反之， 当选择预设谐振频率后一段频率范围作为工作频率时， 发射端的工作频 率大于或等于预设谐振频率， 且发射端当前的谐振频率越小， 电路输出功率越大。 综上， 总 体的原则就是， 需要增大功率时， 就将发射端当前的谐振频率向预设谐振频率靠拢， 需要减 少功率， 就将发射端当前的谐振频率远离预设谐振频率。 0059 在无线充电系统开始进行无线充电时， 接收端给电池的充电电流逐渐增大。 当充 电电流大于一定预设阈值时， 表明无线充电系统已经处于稳定充电状态。 0060 此外， 根据无线充电系统的实际情况， 能够预估无线充电系。

39、统从开始进行充电到 进入稳定充电状态间的时间间隔。 在无线充电系统进入无线充电预设时间间隔后， 判定无 线充电系统处于稳定充电状态。 0061 第一频率调节单元20， 用于当所述移相角大于第一预设移相角时， 调节所述发射 端当前的谐振频率， 增大所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差。 0062 在无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射端的移相角， 并判断移 相角是否大于第一预设移相角。 当发射端的移相角小于第一预设移相角时， 发射端高效率 输出电能， 无线充电系统稳定供电， 无需对发射端当前的谐振频率进行干预； 当发射端的移 相角大于第一预设移相角时， 表明当前接收端。

40、的接收线圈与发射端的发射线圈距离比较 近， 此时线圈之间的电磁耦合系数比较大， 导致当前接收端接收到的能量过大。 为了避免对 说明书 7/9 页 10 CN 111740511 A 10 接收端硬件及电池造成损坏， 调节发射端当前的谐振频率， 增大发射端当前的谐振频率与 预设谐振频率之间的频率差， 使得发射端的工作频率远离最佳谐振频率， 降低输出功率， 发 射端的能量稳定输出， 从而接收端也能稳定的给电池充电。 0063 进一步的， 降低发射端当前的谐振频率的方法包括每间隔单位时间将谐振频率降 低一定预设阈值； 或者是， 根据预设移相角-谐振频率对应关系获取当前移相角对应的谐振 频率， 将当前。

41、的谐振频率降低至当前移相角对应的谐振频率。 并在谐振频率降低过程中检 测发射端的移相角， 当移相角小于或等于第一预设移相角时， 当前无线充电系统输出的功 率合适， 可停止谐振频率的调节， 无线充电发射端维持该谐振频率为接收端传输电能。 0064 此外， 该无线充电系统的变频控制装置还包括第二频率调节单元 （图中未示出） ， 用于检测到所述谐振频率到达最小设定频率或最大设定频率或所述移相角到达预设最小 移相角时， 停止降低所述发射端的谐振频率。 0065 发射端的谐振频率不可能无限制的降低或无限制的增大， 在检测到谐振频率到达 最小设定频率或最大设定频率或移相角到达预设最小移相角时， 停止降低发。

42、射端的谐振频 率， 保障无线充电系统能够实现电能传输。 其中， 最小设定频率是发射端在最佳谐振频率前 一段的工作频率范围中的最小频率； 最大设定频率是发射端在最佳谐振频率后一段的工作 频率范围中的的最大频率。 0066 在本实施例中， 在无线充电系统处于稳定充电状态过程中， 实时获取发射端的移 相角。 当发射端的移相角大于第一预设移相角时， 表明当前接收端的接收线圈与发射端的 发射线圈距离比较近， 此时线圈之间的电磁耦合系数比较大， 导致当前接收端接收到的能 量过大。 为了避免对接收端硬件及电池造成损坏， 调节发射端当前的谐振频率， 增大发射端 当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差， 使得。

43、发射端的工作频率远离最佳谐振频 率， 降低输出功率， 发射端的能量稳定输出， 从而接收端也能稳定的给电池充电。 通过检测 发射端的移相角的大小间接推断当前发射线圈与接收线圈的距离， 从而， 在发射线圈与接 收线圈的距离过近时， 控制发射端的谐振频率远离最佳谐振频率， 扩大了无线充电系统中 发射端与接收端之间距离的适用范围。 0067 实施例四 请参阅图6， 是本发明实施例四提供的一种无线充电系统的变频控制装置的模块意图， 实施例四与实施例三区别在于， 在实施例四中无线充电系统的变频控制装置还包括： 电流检测单元30， 实时检测所述接收端的充电电流。 0068 接收端的充电电流是指接收端在接收到。

44、发射端传输的电能后， 给电池等负载充电 的电流， 通过安装在接收端与电池之间的电流检测装置可检测该充电电流。 0069 第三频率调节单元40， 用于在所述接收端的充电电流小于第二预设电流且移相角 小于第二预设移相角时， 调节所述发射端当前的谐振频率， 减小所述发射端当前的谐振频 率与预设谐振频率之间的频率差； 其中， 所述第二预设电流大于所述第一预设电流， 所述第二预设移相角小于所述第一 预设移相角。 0070 第二预设电流为接收端为电池等负载充电时最大充电电流， 第二预设移相角是无 线充电系统电能传输过程中功率最大时刻对应的值。 在接收端当前的充电电流小于第二预 设电流， 且当前移相角小于第。

45、二预设移相角时， 说明发射线圈与接收线圈间的距离比较远， 说明书 8/9 页 11 CN 111740511 A 11 当前的谐振频率下， 发射端的移相角已经接近最小移相角， 接收端的充电电流都离预期较 远， 仅通过调节移相角已经无法满足需求， 发射端提供的能量还远远不够。 0071 因此， 在上述情况下， 缩小所述发射端当前的谐振频率与所述预设谐振频率之间 的频率差来增加接收端的能量输出， 克服发射端与接收端距离较远时无法有效对电池充电 的问题， 提高无线充电系统的工作适应范围。 0072 缩小所述发射端当前的谐振频率与所述预设谐振频率之间的频率差的方法包括 每间隔单位时间将谐振频率增大或减。

46、小一定预设阈值； 或者是， 根据预设移相角-谐振频率 对应关系获取当前移相角对应的谐振频率， 将当前的谐振频率调节至当前移相角对应的谐 振频率。 0073 此外， 无线充电系统的变频控制装置还包括第四频率调节单元 （图中未示出） ， 用 于当所述发射端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差为零或所述充电电流到达 目标充电电流时， 停止调节所述发射端当前的谐振频率。 0074 发射端的谐振频率不可能无限制的增大或减小， 在谐振频率到达无线充电系统的 预设谐振频率 （最佳谐振频率） 时， 停止调节发射端的谐振频率。 0075 进一步的， 在检测到充电电流达到目标充电电流时， 当前接收端能传输的电。

47、能足 够接收端使用， 因而， 可以停止增大发射端当前的谐振频率。 0076 在本实施例中， 在无线充电系统工作过程中实时检测接收端的充电电流， 在接收 端当前的充电电流小于第二预设电流且当前移相角小于第二预设移相角时， 通过缩小发射 端当前的谐振频率与预设谐振频率之间的频率差来增加接收端的能量输出， 克服发射端与 接收端距离较远时无法有效对电池充电的问题， 增大无线充电系统中线圈的适用距离。 0077 此外， 本发明实施例还提出一种存储介质， 所述存储介质上存储有无线充电系统 的变频控制程序， 所述无线充电系统的变频控制程序被处理器执行时实现如上一至二实施 例所述的无线充电系统的变频控制方法的。

48、步骤。 0078 就本说明书而言，“可读介质” 可以是任何可以包含、 存储、 通信、 传播或传输程序 以供指令执行系统、 装置或设备或结合这些指令执行系统、 装置或设备而使用的装置。 0079 计算机可读介质的更具体的示例 （非穷尽性列表） 包括以下： 具有一个或多个布线 的电连接部 （电子装置） ， 便携式计算机盘盒 （磁装置） ， 随机存取存储器 （RAM） ， 只读存储器 （ROM） ， 可擦除可编辑只读存储器 （EPROM或闪速存储器） ， 光纤装置， 以及便携式光盘只读存 储器 （CDROM） 。 另外， 计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的 介质， 因为可以。

49、例如通过对纸或其他介质进行光学扫描， 接着进行编辑、 解译或必要时以其 他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序， 然后将其存储在计算机存储器中。 0080 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 9/9 页 12 CN 111740511 A 12 图1 图2 图3 说明书附图 1/3 页 13 CN 111740511 A 13 图4 图5 说明书附图 2/3 页 14 CN 111740511 A 14 图6 说明书附图 3/3 页 15 CN 111740511 A 15 。