直流无线供电设备及其控制方法、控制装置与流程

1.本技术涉及无线供电技术领域，例如涉及一种直流无线供电设备及其控制方法、控制装置。


背景技术：

2.目前，传统烤面包机、咖啡机、破壁机、电热水壶等加热类厨房电器中常采用金属膨胀式温控器来实现对加热温度的开关控制，这类温控器的本质是一种220v的交流开关。而无线供电技术中，直流配电系统采用200v～400v直流电源供电，在开关断开时电弧远远长于220v交流，因此传统温控器无法直接应用到直流配电系统中，否则会导致温控器无法正常开通/关断而烧毁电器。
3.在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
4.在无线供电技术中，由于传统温控器无法直接应用于直流无线供电系统，因而不能起到温控作用。


技术实现要素：

5.为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
6.本公开实施例提供了一种直流无线供电设备及其控制方法、控制装置，以解决由于传统温控器无法直接应用于直流无线供电系统，因而不能起到温控作用的问题。
7.在一些实施例中，用于负载接收端的直流无线供电设备包括依次连接的接收线圈、接收端处理模块和负载终端，还包括：
8.温度采集模块，输入端与负载终端连接，被配置为采集负载终端的温度信息；
9.接收端控制模块，输入端与温度采集模块的输出端连接，被配置为将温度采集模块传输的温度信息编译为相应的方波信号；
10.调制模块，输入端与接收端控制模块的输出端连接，并与接收线圈连接，被配置为根据接收端控制模块传输的方波信号对接收线圈的接收阻抗进行调节以使接收线圈形成变化的接收阻抗。
11.在一些实施例中，用于供电发射端的直流无线供电设备包括依次连接的直流供电电源、发射端处理模块和与接收线圈进行能量传输的发射线圈，还包括：
12.电信号解调模块，输入端与发射线圈连接，被配置为对发射线圈的采样电信号进行解调以获得解调信息；其中，发射线圈的电信号随接收线圈的接收阻抗的变化而变化；
13.发射端控制模块，输入端与电信号解调模块的输出端连接，输出端与发射端处理模块的输入端连接，被配置为接收电信号解调模块发送的解调信息，并向发射端处理模块发送与解调信息相对应的控制信号以控制发射端处理模块调控供电发射端的开启或关闭。
14.在一些实施例中，用于上述直流无线供电设备的控制方法包括：
15.对发射线圈的采样电信号进行解调以获得解调信息；
16.向发射端处理模块发送与解调信息相对应的控制信号以控制发射端处理模块调控供电发射端的开启或关闭。
17.在一些实施例中，用于上述直流无线供电设备的控制装置包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行上述用于直流无线供电设备的控制方法。
18.本公开实施例提供的直流无线供电设备及其控制方法、控制装置，可以实现以下技术效果：
19.温度采集模块与接收端控制模块连接，接收端控制模块将温度采集模块传输的温度信息编译为相应的方波信号，调制模块根据接收端控制模块发送的方波信号对接收线圈的接收阻抗进行调节以使接收线圈形成变化的接收阻抗，负载接收端接收阻抗的变化引起供电发射端谐振网络中电信号(包括电压值和电流值)的变化，电信号解调模块对发射线圈的采样电信号进行解调以获得解调信息，发射端控制模块接收电信号解调模块发送的解调信息，并向发射端处理模块发送与解调信息相对应的控制信号以控制发射端处理模块调控供电发射端的开启或关闭。这样，将温度采集模块接入控制电路，通过发射端控制模块控制供电发射端的开启或关闭来调节负载终端的温度，将传统的模拟控制方式转换为数字控制方式，从而实现了直流无线供电系统中对负载终端的温控作用。
20.以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本技术。
附图说明
21.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
22.图1是本公开实施例提供的一个直流无线供电设备的结构示意图；
23.图2是本公开实施例提供的方波信号的示意图；
24.图3是本公开实施例提供的一个调制模块的电路结构示意图；
25.图4是本公开实施例提供的一个发射线圈的电路结构示意图；
26.图5是本公开实施例提供的一个用于直流无线供电设备的控制方法的流程示意图；
27.图6是本公开实施例提供的另一个用于直流无线供电设备的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
28.为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
29.本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用
于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
30.除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
31.结合图1所示，本公开实施例提供一种直流无线供电设备，包括依次连接的接收线圈210、接收端处理模块220和负载终端230，还包括温度采集模块240、接收端控制模块250和调制模块260，其中：
32.温度采集模块240的输入端与负载终端230连接，被配置为采集负载终端230的温度信息；接收端控制模块250的输入端与温度采集模块240的输出端连接，被配置为将温度采集模块240传输的温度信息编译为相应的方波信号；调制模块260的输入端与接收端控制模块250的输出端连接，并与接收线圈210连接，被配置为根据接收端控制模块250传输的方波信号对接收线圈210的接收阻抗进行调节以使接收线圈210形成变化的接收阻抗。
33.温度信息包括温度正常信息和温度异常信息。当温度采集模块240采集负载终端230的温度小于预设温度(例如45摄氏度)时，认为负载终端230的温度异常；当温度采集模块240采集负载终端230的温度大于或等于预设温度时，认为负载终端230的温度异常。温度正常信息是指负载终端230的温度正常而需要供电发射端开启的信息；温度异常信息是指负载终端230的温度异常而需要供电发射端关闭的信息。例如以一组8位二进制的数列代表通信信号，0000 0001代表温度正常信息，0000 0011代表温度异常信息，其对应的方波信号如图2所示。
34.温度采集模块240与接收端控制模块250连接，接收端控制模块250将温度采集模块240传输的温度信息编译为相应的方波信号，调制模块260根据接收端控制模块250发送的方波信号对接收线圈210的接收阻抗进行调节以使接收线圈210形成变化的接收阻抗，负载接收端接收阻抗的变化引起供电发射端谐振网络中电信号(包括电压值和电流值)的变化，电信号解调模块140对发射线圈130的采样电信号进行解调以获得解调信息，发射端控制模块150接收电信号解调模块140发送的解调信息，并向发射端处理模块120发送与解调信息相对应的控制信号以控制发射端处理模块120调控供电发射端的开启或关闭。这样，将温度采集模块240接入控制电路，通过发射端控制模块150控制供电发射端的开启或关闭来调节负载终端230的温度，将传统的模拟控制方式转换为数字控制方式，从而实现了直流无线供电系统中对负载终端230的温控作用。
35.可选地，调制模块260具体被配置为：调制产生与方波信号相对应的阻抗补偿值；利用阻抗补偿值对接收线圈210的接收阻抗进行调节以使接收线圈210形成变化的接收阻抗。
36.可选地，所述调制模块260包括调制电路和电阻r，其中：调制电路包括串联的电容c
t
和调制开关q
s
；电阻r并联于所述调制电路两端。
37.在一些实际应用场景中，如图3所示，电感l
s
、电容c
s
、电容c
t
和调制开关q
s
依次串联并形成环路，电阻r并联于电容c
t
和调制开关q
s
两端。
38.根据方波信号控制调制开关q
s
的开启或关闭，当方波信号为“1”时，控制调制开关
q
s
开启，当方波信号为“0”时，控制调制开关q
s
关闭。通过控制调制开关q
s
的开启或关闭以产生不同的补偿值。接收阻抗可以通过以下公式计算获得：
39.z
s
＝x
ls
x
cs
δz
40.其中，z
s
为接收阻抗，x
ls
为电感l
s
的感抗，x
cs
为电容c
s
的容抗，δz为补偿值。
41.当调制开关q
s
关闭时，补偿值δz为：
42.δz＝r
43.其中，r为电阻r的电阻值。
44.当调制开关q
s
开启时，补偿值δz为：
[0045][0046]
其中，x
ct
为电容c
t
的容抗。
[0047]
结合图1所示，本公开实施例提供一种直流无线供电设备，用于供电发射端，包括依次连接的直流供电电源110、发射端处理模块120和与接收线圈210进行能量传输的发射线圈130，其特征在于，还包括电信号解调模块140和发射端控制模块150，其中：
[0048]
电信号解调模块140的输入端与发射线圈130连接，被配置为对发射线圈130的采样电信号进行解调以获得解调信息，其中，发射线圈130的电信号随接收线圈210的接收阻抗的变化而变化；发射端控制模块150的输入端与电信号解调模块140的输出端连接，输出端与发射端处理模块120的输入端连接，被配置为接收电信号解调模块140发送的解调信息，并向发射端处理模块120发送与解调信息相对应的控制信号以控制发射端处理模块120调控供电发射端的开启或关闭。
[0049]
发射端处理模块120(包括逆变模块和谐振模块)将直流供电电源110输入的直流电转化为高频电能并送入发射线圈130转化为高频电磁能量向外发射。负载接收端将负载终端230的温度信息编译为相应的方波信号，并根据方波信号对接收线圈210的接收阻抗进行调节；接收线圈210的接收阻抗的变化引起供电发射端谐振网络中电信号的变化，通过分析变化的电信号从而获得相应的控制信号控制供电发射端的开启或关闭。这样，将温度采集模块240接入控制电路，通过发射端控制模块150控制供电发射端的开启或关闭来调节负载终端230的温度，将传统的模拟控制方式转换为数字控制方式，从而实现了直流无线供电系统中对负载终端230的温控作用。
[0050]
可选地，解调信息包括电流解调信息或电压解调信息。
[0051]
在一些实际应用场景中，发射线圈130所处的电路如图4所示，电源ac、电容c
p
、电感l
s
和电阻z
s
′
依次串联形成回路。
[0052]
发射线圈130130的电压可以通过以下公式计算获得：
[0053][0054]
其中，v
p
为发射线圈130的电压，v为电源电压，x
lp
为电感l
p
的感抗，x
cp
为电容c
p
的容抗，z
s
′
为电阻z
s
′
的电阻值。
[0055]
发射线圈130的电流可以通过以下公式计算获得：
[0056][0057]
其中，i
p
发射线圈130的电流，v
p
为发射线圈130的电压，x
lp
为电感l
p
的感抗，z
s
′
为电阻z
s
′
的电阻值。
[0058]
由于z
s
发生变化引起z
s
′
发生变化，所以发射线圈130的电压v
p
和电流i
p
相应发生改变。
[0059]
可选地，电信号解调模块140包括电流解调模块和电压解调模块，其中：电流解调模块的输入端连接发射线圈130，输出端连接发射端控制模块150的输入端，被配置为对发射线圈130的采样电流信号进行解调以获得电流解调信息；电压解调模块的输入端连接发射线圈130，输出端连接发射端控制模块150的输入端，被配置为对发射线圈130的采样电压信号进行解调以获得电压解调信息。
[0060]
在实际应用中，电流解调模块和电压解调模块利用振幅解调的方式分别对采样电流信号和采样电压信号进行解调以获得相应的电流解调信息或电压解调信息。例如，当电流振幅高于预设电流振幅时，电流解调信息为“1”；当电流振幅小于预设电流振幅时，电流解调信息为“0”；同理，当电压振幅高于预设电压振幅时，电压解调信息为“1”；当电压振幅小于预设电压振幅时，电压解调信息为“0”。这样，电流解调模块和电压解调模块可以解调获得与方波信号相对应的电流解调信号或电压解调信号，进而知悉负载终端230的温度信息，通过控制供电发射端的开启或关闭来调节负载终端230的温度。
[0061]
电信号解调模块140设计为两个独立的电流解调模块和电压解调模块。采用两路独立通道，在两个通道信号同步到达，但每个通道的信号完整性未知的情况下，任选其中一个通道进行接收，若接收失败，则跳转到另一个通道。由于系统工作过程中，一般不会出现两个通道的信号完整性同时失败的情况，故而可以保证系统通信的稳定性。
[0062]
结合图5所示，本公开实施例提供一种用于上述直流无线供电设备的控制方法，包括以下步骤：
[0063]
s501：对发射线圈的采样电信号进行解调以获得解调信息。
[0064]
s502：向发射端处理模块发送与解调信息相对应的控制信号以控制发射端处理模块调控供电发射端的开启或关闭。
[0065]
本公开实施例中，对发射线圈的采样电信号进行解调以获得与方波信号相对应的解调信息，进而知悉负载终端的温度信息，并向发射端处理模块发送与解调信息相对应的控制信号以控制发射端处理模块调控供电发射端的开启或关闭。这样，将温度采集模块接入控制电路，通过发射端控制模块控制供电发射端的开启或关闭来调节负载终端的温度，将传统的模拟控制方式转换为数字控制方式，从而实现了直流无线供电系统中对负载终端的温控作用。
[0066]
可选地，采样电信号包括采样电压信号和采样电流信号；对发射线圈的采样电信号进行解调以获得解调信息，包括：对采样电压信号和采样电流信号中的一个进行解调；当在设定时长内无法解调采样电压信号或采样电流信号时，对采样电压信号和采样电流信号中的另一个进行解调。
[0067]
采用两路独立通道，在两个通道信号同步到达，但每个通道的信号完整性未知的
情况下，任选其中一个通道进行接收，若接收失败，则跳转到另一个通道。由于系统工作过程中，一般不会出现两个通道的信号完整性同时失败的情况，故而可以保证系统通信的稳定性。
[0068]
可选地，对采样电压信号和采样电流信号中的一个进行解调，包括：根据采样电压信号和采样电流信号的数据大小确定待解调采样电信号为采样电压信号或采样电流信号；当待解调采样电信号为采样电压信号时，对采样电压信号进行解调；当待解调采样电信号为采样电流信号时，对采样电流信号进行解调。这样，可以减少数据的处理量，提高数据处理效率。
[0069]
可选地，根据采样电压信号和采样电流信号的数据大小确定待解调采样电信号为采样电压信号或采样电流信号，包括：当采样电压信号的数据大小小于或等于采样电流信号的数据大小时，确定待解调采样电信号为采样电压信号；当采样电压信号的数据大小大于采样电流信号的数据大小时，确定待解调采样电信号为采样电流信号。由于采样电压信号的变化幅值大于采样电流信号的变化幅值，当采样电压信号的数据大小等于采样电流信号的数据大小时，确定待解调采样电信号为采样电压信号，可以提高采样电信号解调的准确性。
[0070]
结合图6所示本公开实施例提供一种用于直流无线供电设备的控制装置，包括处理器(processor)60和存储器(memory)61，还可以包括通信接口(communication interface)62和总线63。其中，处理器60、通信接口62、存储器61可以通过总线63完成相互间的通信。通信接口62可以用于信息传输。处理器60可以调用存储器61中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于直流无线供电设备的控制方法。
[0071]
此外，上述的存储器61中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0072]
存储器61作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器60通过运行存储在存储器61中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的用于直流无线供电设备的控制方法。
[0073]
存储器61可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器61可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
[0074]
本公开实施例提供了一种电子设备，包含上述的用于直流无线供电设备的控制装置。
[0075]
本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于直流无线供电设备的控制方法。
[0076]
本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于直流无线供电设备的控制方法。
[0077]
上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。
[0078]
本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存
储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。
[0079]
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本技术中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本技术中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。例如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本技术中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本技术中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本技术中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。
[0080]
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0081]
本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或
者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0082]
附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。