一種桌面無線群充系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力電子變換技術領域，特別是一種無線傳能系統。
【背景技術】
[0002]目前手機、便攜式電腦等移動式電子設備的個人擁有量逐年提升，充電問題逐漸成為設備擁有者的困擾，由于公共場所基礎設施的建設會首先考慮到成本和安全問題，很少提供為便攜設備充電的插座及充電器，所以目前在公共場所主要以集中式柜臺的形式為便攜電子設備擁有者提供收費或免費的充電服務，而便攜電子設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)也可以完成對便攜電子設備的充電，其局限性在于:I.容量有限;2.自重大;3.無法為多個裝置同時充電;4.攜帶受交通方式限制。無線充電技術可以用電磁感應、磁諧振、電場耦合等不同形式實現。目前市場上已有的無線充電器只能實現I對I的充電，且無線電能的發送端也需要用電線連接至直流或交流輸入，在空間上無法與桌面很好融合。同時目前對于公眾場所充電的收費方式還局限于投幣方式，對于運營者而言，需要耗費額外人力資源進行收費的管理。

【發明內容】

[0003]為了解決會議、飯店、娛樂場所等公眾場所為便攜電子設備充電問題，本發明提出一種可以與桌面集成的無線充電系統。
[0004]本發明包括非導電材料制成的桌面，其特征在于，還包括與所述桌面集成的發射線圈，在所述桌面上分布分別與發射線圈耦合的若干中繼線圈；連接在工頻單相交流電一側的整流電路的輸出端連接高頻逆變電路，高頻逆變電路通過發射補償電路與所述發射線圈連接，各中繼線圈分別與對應的一組補償電路連接形成閉合回路;所述桌面無線群充系統還設有基于微控制器的能量管理系統，所述基于微控制器的能量管理系統具有通過電壓和電流相位比較定時更新發射源輸出方波相位以跟蹤系統諧振頻率、控制發射線圈電流有效值限制充電系統的容量、通過開放式協議對受電負載進行切入、切出和甄別、對受電負載進行電能的補充和計費的功能。
[0005]本發明的發射線圈和中繼線圈形成一對多的無線能量傳輸途徑，對異型桌面等非平整底面或表面結構具有良好的能量傳遞效果，該無線群充系統適用于會議、飯店、娛樂場所，可對具有協議的便攜電子裝置進行電能的補充和計費。
[0006]該系統可實現一個發射源和多個負載的能量傳遞，可以跟蹤系統的最佳頻率保證系統穩定運行，可以管理負載的切入與切出，可以甄別異物，可以針對受電負載進行電能的補充和計費。
[0007]本發明與現有技術相比，其顯著優點:I)可以實現在桌面上進行一對多無線充電；2)具有負載探測、通信的功能，可以節約電能以及避免金屬異物導致的安全隱患;3)可以通過獲取受電負載的識別號進行電能的補充和計費。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的一種結構不意圖。
[0009]圖2為本發明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1、2所示，本發明的桌面無線群充系統包括非導電材料制成的桌面3，集成在與桌面3背部的發射線圈2，在桌面3上表面分布有分別與發射線圈2耦合的若干中繼線圈4，5為受電負載。
[0011]發射源I由輸入EMI濾波器、橋式二極管整流器、功率因數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連構成。發射源輸入接單相工頻交流市電A，發射源輸出為單相高頻方波電壓，其輸出端口級聯發射側補償電路D后接至發射線圈2。發射線圈2可以通過非金屬夾具安裝于桌面3之下。發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分別與對應的一組補償電路(如電容)6連接形成閉合回路。
[0013]桌面無線群充系統還設有基于微控制器的能量管理系統，基于微控制器的能量管理系統，有三層管理策略:第一層為底層管理策略，通過電壓和電流相位比較以10us的周期定時更新發射源輸出方波相位以跟蹤系統諧振頻率；以10us的更新周期控制發射線圈電流有效值，可以限制充電系統的容量，維持系統穩定運行。第二層為負載管理策略，無受電負載時，每隔Is使用5ms時長的電壓脈沖探測負載是否存在，此脈沖的頻率與系統設定的諧振頻率相同，例如200kHz;—旦確認有負載處于中繼線圈附近，使用符合Qi等標準的開放式通信協議與受電負載進行通信，甄別接入負載是否為有效受電負載，如果有效通信建立，則開始準備傳輸，否則判斷為異物，發出聲音報警。如已有有效負載接入，發射源通過全橋式逆變器輸入電流的平均值判別是否有新負載接入，使用符合Qi等標準的通信協議與新接入的受電負載進行通信，甄別接入負載是否為有效受電負載。當受電負載切出后，負載管理系統通過電流判別負載切出狀態，當所有負載切出后，發射源進入定時探測負載狀態。第三層為電能的補充和計費狀態，采用按發射源定時計費方式，發射源將受電負載的識別碼信息傳至后臺收費系統，后臺收費系統將受電負載的識別碼與付費系統中登記的受電負載的識別碼進行比對，如有一個或以上的受電負載的識別碼配對成功，則發射源進入無線功率傳輸模式。
[0014]使用時，將帶有接收線圈的受電負載放置于中繼線圈之上。
【主權項】
1.一種桌面無線群充系統，包括非導電材料制成的桌面，其特征在于，還包括與所述桌面集成的發射線圈，在所述桌面上分布分別與發射線圈耦合的若干中繼線圈；連接在工頻單相交流電一側的整流電路的輸出端連接高頻逆變電路，高頻逆變電路通過發射補償電路與所述發射線圈連接，各中繼線圈分別與對應的一組補償電路連接形成閉合回路;所述桌面無線群充系統還設有基于微控制器的能量管理系統，所述基于微控制器的能量管理系統具有通過電壓和電流相位比較定時更新發射源輸出方波相位以跟蹤系統諧振頻率、控制發射線圈電流有效值限制充電系統的容量、通過開放式協議對受電負載進行切入、切出和甄另IJ、對受電負載進行電能的補充和計費的功能。
【專利摘要】一種適用于會議、飯店、娛樂場所的桌面無線群充系統，屬于電力電子變換技術領域，特別是一種無線傳能系統。該系統包括與桌面集成的與發射源、發送側線圈、中繼線圈、帶有接收線圈的受電負載和基于微控制器的能量管理系統組成。本發明的效果在于，可實現一個發射源和多個負載的能量傳遞，可以跟蹤系統的最佳頻率保證系統穩定運行，可以管理負載的切入與切出，可以甄別異物，可以針對受電負載進行電能的補充和計費。
【IPC分類】H02J50/10, G07F15/00, H02J7/02
【公開號】CN105515141
【申請號】CN201610078474
【發明人】蔣偉, 莫岳平, 史旺旺
【申請人】揚州大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年2月4日