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信号传输控制方法、模式选择方法、发射模块及系统与流程

2022-11-28 11:17:09 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及信号传输技术领域,具体而言,涉及一种信号传输控制方法、模式选择方法、发射模块及系统。


背景技术:

2.在信号传输系统中,发射模块(tx)通过全桥控制产生线圈电流信号,线圈电流信号通过线圈耦合给接收模块(rx),从而实现在发射模块到接收模块的能量传输及信号传输。
3.现有的发射模块和接收模块在进行信号传输过程中,往往只能采用一种固定的信号传输方法进行信号传输,导致无法根据发射模块的实际工作状态调整发射模块向接收模块传输信号的方式,整个发射模块的场景兼容性不够。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种信号传输控制方法、模式选择方法、发射模块及系统,以便根据发射模块的实际工作状态调整发射模块的信号传输方式,提高发射模块的工作兼容性。
5.为实现上述目的,本技术实施例采用的技术方案如下:
6.第一方面,本技术实施例提供了一种信号传输控制方法,应用于信号传输系统中的发射模块,所述发射模块包括:控制单元、全桥功率单元、发射线圈、电流检测单元,其中,所述发射线圈连接在所述全桥功率单元的两个桥臂的中点之间,所述发射线圈的电流采样点通过所述电流检测单元和所述控制单元连接;所述方法包括:
7.由所述控制单元根据两路驱动信号生成并输出两路控制信号,并根据所述两路控制信号控制所述全桥功率单元使得所述发射线圈产生线圈电流;其中,所述两路控制信号的频率高于所述两路驱动信号,所述两路控制信号的占空比大小不同;当第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号每发生一次跳变,所述两路控制信号的工作周期同步改变一次;
8.由所述电流检测单元检测到所述发射线圈存在过流的情况下,向所述控制单元输出过流信号;
9.由所述控制单元根据所述过流信号切换所述两路控制信号的占空比大小,并根据切换后的两路控制信号减小所述线圈电流,以调整待传输信号。
10.可选的,所述由所述控制单元根据两路驱动信号生成并输出两路控制信号,包括:
11.由所述控制单元在所述第一驱动信号的电平值有效,所述第二驱动信号为低电平时,生成并输出所述两路控制信号,其中,第一控制信号的占空比大于第二控制信号的占空比。
12.可选的,所述由所述控制单元在所述第一驱动信号的电平值有效,所述第二驱动信号为低电平时,生成并输出所述两路控制信号,包括:
13.由所述控制单元在所述第一驱动信号的电平值有效,所述第二驱动信号为低电平
的多个时间段内,根据不同的工作周期,生成并输出所述两路控制信号。
14.可选的,所述由所述控制单元根据两路驱动信号生成并输出两路控制信号,包括:
15.由所述控制单元在所述第一驱动信号的电平值有效,所述第二驱动信号为高电平时,生成并输出所述两路控制信号,其中,第一控制信号的占空比小于第二控制信号的占空比。
16.可选的,所述由所述控制单元在所述第一驱动信号的电平值有效,所述第二驱动信号为高电平时,生成并输出所述两路控制信号,包括:
17.由所述控制单元在所述第一驱动信号的电平值有效,所述第二驱动信号为高电平的多个时间段内,根据不同的工作周期,生成并输出所述两路控制信号。
18.第二方面,本技术实施例还提供了另外一种信号传输控制方法,应用于信号传输系统中的发射模块,所述发射模块包括:控制单元、全桥功率单元、发射线圈、电流检测单元,其中,所述发射线圈连接在所述全桥功率单元的两个桥臂的中点之间,所述发射线圈的电流采样点通过所述电流检测单元和所述控制单元连接;所述方法包括:
19.由所述控制单元根据两路驱动信号生成并输出两路控制信号,并根据所述两路控制信号控制所述全桥功率单元使得所述发射线圈产生线圈电流,其中,当第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号每发生一次跳变,所述两路控制信号的初始电平切换一次;
20.由所述电流检测单元检测到所述线圈电流大于第一电流阈值的情况下,向所述控制单元输出过流信号;
21.由所述控制单元根据所述过流信号控制高电平的控制信号跳变至低电平,低电平的控制信号的电平维持不变,并根据新的两路控制信号控制所述全桥功率单元减小所述线圈电流,以调整待传输信号;
22.由所述电流检测单元检测到所述线圈电流降至第二电流阈值以下,向所述控制单元输出欠流信号;
23.由所述控制单元根据所述欠流信号控制跳变至低电平的控制信号再次跳变为高电平,维持低电平的控制信号持续维持低电平,并根据新的两路控制信号控制所述全桥功率单元增大所述线圈电流,以再次调整所述待传输信号。
24.可选的,在所述第一驱动信号的电平值有效,所述第二驱动信号为低电平时,所述两路控制信号中第一控制信号为高电平,第二控制信号为低电平,所述由所述控制单元根据所述过流信号控制高电平的控制信号的电平跳变,低电平的控制信号的电平维持不变,包括:
25.由所述控制单元根据所述过流信号控制所述第一控制信号跳变为低电平,所述第二控制信号维持低电平;
26.所述由所述控制单元根据所述欠流信号控制跳变至低电平的控制信号再次跳变为高电平,维持低电平的控制信号持续维持低电平,包括:
27.由所述控制单元根据所述欠流信号控制所述第一控制信号再次跳变为高电平,所述第二控制信号持续维持低电平。
28.可选的,在所述第一驱动信号的电平值有效,所述第二驱动信号为高电平时,所述两路控制信号中第一控制信号为低电平,第二控制信号为高电平,所述由所述控制单元根据所述过流信号控制高电平的控制信号的电平跳变,低电平的控制信号的电平维持不变,
包括:
29.由所述控制单元根据所述过流信号控制所述第二控制信号跳变为低电平,所述第一控制信号维持低电平;
30.所述由所述控制单元根据所述欠流信号控制跳变至低电平的控制信号再次跳变为高电平,维持低电平的控制信号持续维持低电平,包括:
31.由所述控制单元根据所述欠流信号控制所述第二控制信号再次跳变为高电平,所述第一控制信号持续维持低电平。
32.第三方面,本技术实施例还提供一种信号传输控制模式选择方法,应用于发射模块中的控制单元,所述发射模块包括:控制单元、全桥功率单元、发射线圈、电流检测单元,其中,所述发射线圈连接在所述全桥功率单元的两个桥臂的中点之间,所述发射线圈的电流采样点通过所述电流检测单元和所述控制单元连接;所述信号传输控制模式包括:第一控制模式和第二控制模式;所述方法包括:
33.由所述控制单元根据所述发射模块的工作状态,从所述第一控制模式和所述第二控制模式中选择目标控制模式;
34.其中,当所述目标控制模式为所述第一控制模式时,所述控制单元用于执行上述第一方面任一项信号传输控制方法;当所述目标控制模式为所述第二控制模式时,所述控制单元用于执行上述第二方面任一项所述的信号传输控制方法。
35.第四方面,本技术实施例还提供一种发射模块,所述发射模块包括:控制单元、全桥功率单元、发射线圈、电流检测单元,其中,所述发射线圈连接在所述全桥功率单元的两个桥臂的中点之间,所述发射线圈的电流采样点通过所述电流检测单元和所述控制单元连接;所述发射模块用于执行如第一方面任一项所述的信号传输控制方法,或者执行如第二方面任一项所述的信号传输控制方法。
36.第五方面,本技术实施例还提供一种信号传输系统,所述信号传输系统包括:接收模块和如第四方面所述的发射模块。
37.本技术的有益效果是:
38.本技术提供一种信号传输控制方法、模式选择方法、发射模块及系统,其中,提供的两种控制模式分别执行两种传输控制方法,其中一种传输控制方法可以减小信号传输过程中的电磁干扰,另一种传输控制方法可以快速响应发射线圈中线圈电流的变化,以对线圈电流进行调整,保证信号稳定传输。通过模式选择方法根据发射模块的工作状态,选择目标传输控制方法,提高发射线圈的工作兼容性。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
40.图1为本技术实施例提供的一种发射模块的结构示意图;
41.图2为本技术实施例提供的一种发射模块的电路原理图;
42.图3为传统的全桥驱动控制信号的波形图;
43.图4为本技术实施例提供的一种选择信号传输控制模式的示意图;
44.图5为本技术实施例提供的一种信号传输控制方法的流程示意图;
45.图6为本技术实施例提供的另一种信号传输控制方法的流程示意图;
46.图7为本技术实施例提供的第一种控制信号的波形示意图;
47.图8为本技术实施例提供的又一种信号传输控制方法的流程示意图;
48.图9为本技术实施例提供的第二种控制信号的波形示意图;
49.图10为本技术实施例提供的第三种控制信号的波形示意图;
50.图11为本技术实施例提供的再一种信号传输控制方法的流程示意图;
51.图12为本技术实施例提供的第四种控制信号的波形示意图;
52.图13为本技术实施例提供的第五种控制信号的波形示意图;
53.图14为本技术实施例提供的第六种控制信号的波形示意图。
具体实施方式
54.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
55.因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
56.在本技术的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
57.此外,本发明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,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
58.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施例中的特征可以相互结合。
59.请参考图1,为本技术实施例提供的一种发射模块的结构示意图,如图1所示,该发射模块包括:控制单元11、全桥功率单元12、发射线圈13和电流检测单元14。
60.其中,控制单元11连接全桥功率单元12的控制端,发射线圈13连接在全桥功率单元12的两个桥臂的中点之间,发射线圈13的电流采样点通过电流检测单元14和控制单元11连接,发射线圈13的电流采样点为全桥功率单元12的两个桥臂的桥臂中点。
61.在一种可能的实现方式中,请参考图2,为本技术实施例提供的一种发射模块的电路原理图,如图2所示,控制单元11包括:脉冲调制控制器111、驱动控制器112和跟随控制器
113,脉冲调制控制器111用于接收驱动信号drv0和drv1,并根据驱动信号drv0和drv1生成控制信号pwm1和pwm2,驱动控制器112与脉冲调制控制器111连接,以根据控制信号pwm1生成开关信号pwm_h1和pwm_l1,根据控制信号pwm2生成开关信号pwm_h2和pwm_l2,跟随控制器113分别将四路开关信号发送至全桥功率单元12的控制端。
62.全桥功率单元12包括:功率开关管fet_h1和fet_l1组成的一个桥臂,以及功率开关管fet_h2和fet_l2组成的另一个桥臂,功率开关管fet_h1和fet_l1组成的桥臂中点为ac1,功率开关管fet_h2和fet_l2组成的桥臂中点为ac2;发射线圈l0的一端连接至桥臂中点ac1处,发射线圈l0的另一端通过电容c0连接至桥臂中点ac2处,开关s0并联在电容c0的两端。
63.电容c1的一端连接功率开关管fet_h1的发射极,电容c1的另一端连接功率开关管fet_h1对应的跟随控制器113的电源端,电容c2的一端连接功率开关管fet_h2的发射极,电容c2的另一端连接功率开关管fet_h2对应的跟随控制器113的电源端,在功率开关管fet_h1导通的情况下,电容c1根据功率开关管fet_h1的源极电压为功率开关管fet_h1对应的跟随控制器113的电源端供电,在功率开关管fet_h2导通的情况下,电容c2根据功率开关管fet_h2的源极电压为功率开关管fet_h2对应的跟随控制器113的电源端供电。
64.功率开关管fet_l1的源极作为发射线圈的第一电流采样点,功率开关管fet_l2的源极作为发射线圈的第二电流采样点,电流检测单元14的两个采样输入端分别连接两个电流采样点,以检测第一电流采样点或第二电流采样点的电流;电流检测单元14的输出端连接脉冲调制控制器111的控制端,以向脉冲调制控制器111输出过流信号。
65.在一种具体的实现方式中,开关s0和电容s0也可以不使用,发射线圈l0直接连接在桥臂中点ac1和ac2之间,当需要该发射模块兼容无线充电的应用场景时,可以在发射线圈l0与桥臂中点ac2之间增加并联的开关s0和电容c0,如图2所示,当开关s0打开时,发射模块用于实现能量传输,即发射模块用于实现无线充电;当开关s0闭合时,发射模块用于实现信号传输。
66.在发射模块和接收模块在进行信号传输过程中,当发射线圈在信号传输过程中存在电磁干扰时,需要通过信号传输方法降低电磁干扰;而当不存在电磁干扰时,需要快速响应线圈电流的变化,保证信号稳定传输。但是,现有的信号传输控制方法中,无法兼容两种模式,导致无法根据发射模块的工作状态选择最佳的信号传输控制方法。
67.基于此,本技术实施例提供一种信号传输控制模式选择方法,应用于发射模块中的控制单元11。请参考图4,为本技术实施例提供的一种选择信号传输控制模式的示意图,如图4所示,信号传输控制模式包括:第一控制模式和第二控制模式;该方法包括:由控制单元根据发射模块的工作状态,从第一控制模式和第二控制模式中选择目标控制模式。
68.其中,当发射模块的电磁干扰过大时,控制单元可以优先选择第一控制模式,控制单元执行第一控制模式所对应的信号传输方法,通过改变控制信号的工作周期,降低信号传输过程中的电磁干扰。当发射模块的电磁干扰较小时,控制单元可以优先选择第二控制模式,控制单元执行第二控制模式所对应的信号传输方法,根据线圈电流的大小及时调整控制信号,以使得控制信号在线圈电流过流或者欠流时,立即对线圈电流进行调整,实现更快速的电流控制,保证信号传输的稳定性。
69.需要说明的是,目标控制模式的选择可以由用户自行选择,当电磁干扰过大时,用
户可以优先选择第一控制模式,当电磁干扰较小时,用户可以优先选择第二控制模式,用户通过发射模块所在的信号发送设备选择目标控制模式后,控制单元可以接收到目标控制模式的选择指令,以根据选择指令确定目标控制模式。
70.更进一步地,也可以在信号发送设备中设置一电磁干扰检测装置,以在电磁干扰检测装置检测到发射模块上电磁干扰过大时,向控制单元发送电磁干扰信号,使得控制单元可以根据电磁干扰信号优先选择第一控制模式,在电磁干扰较小时,停止向控制单元发送电磁干扰信号,使得控制单元可以优先选择第二控制模式。
71.基于图2所示的发射模块,对现有的信号传输控制方法进行说明。请参考图3,为传统的全桥驱动控制信号的波形图,如图3所示,在drv1保持不变的时间段内,控制信号pwm1或者控制信号pwm2持续处于高电平状态,导致全桥功率单元12中开关管的导通时间比较长,流过发射线圈l0的电流仅由发射线圈l0和开关s0的直流电阻决定,无法对线圈电流实现灵活的控制;且由于全桥功率单元12中功率开关管fet_h1和功率开关管fet_h2的导通时间比较长,所以电容c1和c2需要支持相应的时间,限制了控制单元和电容c1、c2的应用范围。且由于控制信号pwm1和pwm2周期保持不变,控制信号的频率固定,导致在进行信号传输过程中可能产生电磁干扰问题,影响信号稳定传输。
72.基于此,针对如图1及图2所示的发射模块,本技术拟提供一种信号传输控制方法,通过改变驱动信号的周期,使控制信号的频率发生改变,以减少信号传输过程中的电磁干扰,提升信号传输的稳定性。
73.基于上述实施例提供的发射模块,本技术实施例提供一种应用于上述发射模块的信号传输控制方法,该信号传输控制方法为第一控制模式。请参考图5,为本技术实施例提供的一种信号传输控制方法的流程示意图,如图5所示,该方法包括:
74.s10:由控制单元根据两路驱动信号生成并输出两路控制信号,并根据两路控制信号控制全桥功率单元使得发射线圈产生线圈电流。
75.本实施例中,控制单元11中的脉冲调制控制器111接收到的两路驱动信号drv0和drv1为预设波形,其中,当第一驱动信号drv0和第二驱动信号drv1均为低电平时,发射模块处于不工作状态;当第一驱动信号drv0处于高电平,即其电平值有效,第二驱动信号drv1在高电平与低电平之间切换工作时,发射模块处于工作状态。在发射模块的工作状态内,第一驱动信号drv0的电平值持续有效,第二驱动信号drv1在高电平与低电平之间跳变工作,第二驱动信号drv1每发生一次跳变,发射线圈上线圈电流的方向发生一次改变。
76.脉冲调制控制器111根据接收到的第一驱动信号drv0和第二驱动信号drv1生成两路控制信号pwm1和pwm2,两路控制信号的频率高于两路驱动信号的频率,两路控制信号的占空比大小不同,控制单元11中的驱动控制器112根据控制信号pwm1生成开关信号pwm_h1和pwm_l1,根据控制信号pwm2生成开关信号pwm_h2和pwm_l2,通过开关信号pwm_h1、pwm_l1、pwm_h2和pwm_l2分别控制功率开关管fet_h1、fet_l1、fet_h2和fet_l2导通或关断,使得桥臂中点ac1和桥臂中点ac2形成电压差,以在发射线圈上产生线圈电流,发射模块可以通过线圈电流发送待传输信号,并通过接收模块中的接收线圈接收待传输信号,实现发射模块所在的设备和接收模块所在的设备之间的信号传输。
77.s20:由电流检测单元检测到发射线圈存在过流的情况下,向控制单元输出过流信号。
78.本实施例中,电流检测单元14对第一电流采样点或第二电流采样点的电流进行检测,以在检测到过流的情况下,向控制单元输出过流信号。
79.其中,当桥臂中点ac1的电压大于桥臂中点ac2的电压时,发射线圈上产生从桥臂中点ac1到桥臂中点ac2的线圈电流,电流检测单元14对第二电流采样点的电流进行检测。
80.当桥臂中点ac1的电压小于桥臂中点ac2的电压时,发射线圈上产生从桥臂中点ac2到桥臂中点ac1的线圈电流,电流检测单元14对第一电流采样点的电流进行检测。
81.s30:由控制单元根据过流信号切换两路控制信号的占空比大小,并根据切换后的两路控制信号减小线圈电流,以调整待传输信号。
82.本实施例中,脉冲调制控制器111根据过流信号切换控制信号pwm1和pwm2的占空比大小关系,驱动控制器112根据切换后的控制信号pwm1重新生成开关信号pwm_h1和pwm_l1,根据切换后的控制信号pwm2生成开关信号pwm_h2和pwm_l2,通过开关信号pwm_h1、pwm_l1、pwm_h2和pwm_l2分别控制功率开关管fet_h1、fet_l1、fet_h2和fet_l2,改变桥臂中点ac1和桥臂中点ac2形成的电压,以减小线圈电流。
83.当第一驱动信号drv0的电平值维持有效时,当第二驱动信号drv1每发生一次跳变时,脉冲调制控制器111同步改变一次控制信号pwm1和pwm2的周期,以实现控制信号pwm1和pwm2频率的改变。
84.在第二驱动信号drv1发生跳变前的时间段内和发生跳变后的时间段内,发射模块均执行上述s10-s30的过程,第二驱动信号drv1发生跳变前的时间段内和发生跳变后的时间段内,控制信号pwm1和pwm2的周期不同。
85.上述实施例提供的信号传输控制方法,根据低频的两路驱动信号生成高频的两路控制信号,以控制发射线圈产生线圈电流,在检测到发射线圈存在过流的情况下,根据过流信号改变两路控制信号的占空比大小,将大占空比的控制信号的占空比减小,将小占空比的控制信号的占空比增大,以减小发射线圈的电流,实现对发射线圈电流的灵活控制。且由于在一路驱动信号维持电平值有效,另一路驱动信号的电平值每发生一次跳变时,将两路控制信号的工作周期同步修改一次,使得在发射模块工作时,两路控制信号的周期会改变,从而改变两路控制信号的工作频率,通过在信号传输过程中使用不同频率的控制信号控制发射模块,可以有效改善信号传输过程中的电磁干扰。
86.在上述实施例的基础上,本技术实施例还提供另一种信号传输控制方法。请参考图6,为本技术实施例提供的另一种信号传输控制方法的流程示意图,如图6所示,上述s10中由控制单元根据两路驱动信号生成并输出两路控制信号,可以包括:
87.s11:由控制单元在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为低电平时,生成并输出两路控制信号,其中,第一控制信号的占空比大于第二控制信号的占空比。
88.本实施例中,请参考图7,为本技术实施例提供的第一种控制信号的波形示意图,如图7所示,当第一驱动信号drv0为高电平,第二驱动信号drv1为低电平的情况下,脉冲调制控制器111根据第一驱动信号drv0和第二驱动信号drv1生成第一控制信号pwm1和第二控制信号pwm2,第一控制信号pwm1的占空比大于第二控制信号pwm2的占空比,驱动控制器112根据第一控制信号pwm1生成两路互补的开关信号pwm_h1和pwm_l1,以根据开关信号pwm_h1控制功率开关管fet_h1导通或关断,根据开关信号pwm_l1控制功率开关管fet_l1导通或关断;驱动控制器112根据第二控制信号pwm2生成两路互补的开关信号pwm_h2和pwm_l2,以根
据开关信号pwm_h2控制功率开关管fet_h2导通或关断,根据开关信号pwm_l2控制功率开关管fet_l2导通或关断。由于第一控制信号pwm1的占空比大于第二控制信号pwm2的占空比,在发射线圈上形成从桥臂中点ac1到桥臂中点ac2的电流。
89.当线圈电流超过电流阈值时,电流检测单元产生过流信号ioc2,脉冲调制控制器111根据过流信号ioc2切换两路控制信号的占空比大小,使得第一控制信号pwm1的占空比小于第二控制信号pwm2,在发射线圈上形成从桥臂中点ac2到桥臂中点ac1的电压,使发射线圈上从桥臂中点ac1到桥臂中点ac2的电流降低。
90.需要说明的是,本实施例定义在发射线圈上从桥臂中点ac1到桥臂中点ac2的电流为正向电流,从桥臂中点ac2到桥臂中点ac1的电流为负向电流。
91.在上述实施例的基础上,本技术实施例还提供又一种信号传输控制方法。请参考图8,为本技术实施例提供的又一种信号传输控制方法的流程示意图,如图8所示,上述s10中由控制单元根据两路驱动信号生成并输出两路控制信号,可以包括:
92.s12:由控制单元在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为高电平时,生成并输出两路控制信号,其中,第一控制信号的占空比小于第二控制信号的占空比。
93.本实施例中,请参考图9,为本技术实施例提供的第二种控制信号的波形示意图,如图9所示,当第一驱动信号drv0为高电平,第二驱动信号drv1为高电平的情况下,脉冲调制控制器111根据第一驱动信号drv0和第二驱动信号drv1生成第一控制信号pwm1和第二控制信号pwm2,第一控制信号pwm1的占空比小于第二控制信号pwm2的占空比,在发射线圈上形成从桥臂中点ac2到桥臂中点ac1的电流。
94.当线圈电流超过电流阈值时,电流检测单元产生过流信号ioc1,脉冲调制控制器111根据过流信号ioc1切换两路控制信号的占空比大小,使得第一控制信号pwm1的占空比大于第二控制信号pwm2,在发射线圈上形成从桥臂中点ac1到桥臂中点ac2的电压,使发射线圈上从桥臂中点ac2到桥臂中点ac1的电流降低。
95.需要说明的是,如图7和图9所示,当pwm1或pwm2的占空比不为100%时,功率开关管fet_h1或功率开关管fet_h2不会长时间持续导通,所以电容c1和c2所要支持的时间也不会一直持续,可以扩大控制单元和电容c1、c2的应用范围。
96.在一种可能的实现方式中,上述s11中由控制单元在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为低电平时,生成并输出两路控制信号,包括:
97.由控制单元在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为低电平的多个时间段内,根据不同的工作周期,生成并输出两路控制信号。
98.上述s12中由控制单元在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为高电平时,生成并输出两路控制信号,包括:
99.由控制单元在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为高电平的多个时间段内,根据不同的工作周期,生成并输出两路控制信号。
100.本实施例中,当第一驱动信号drv0维持高电平有效,第二驱动信号drv1从低电平跳变到高电平,或者从高电平跳变到低电平的过程中,每发生一次跳变,两路控制信号的周期发生一次改变,且两路控制信号的占空比大小也会发生一次改变,通过在不同的时间段内生成周期不同的控制信号,可以调整控制信号在不同时间段内的频率,以改善发射过程中的电磁干扰(electromagnetic interference,emi)。
101.示例的,请参考图10,为本技术实施例提供的第三种控制信号的波形示意图,如图10所示,在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为低电平时,两路控制信号的周期为t_p1,当第二驱动信号跳变为高电平时,两路控制信号的周期改变为t_n1,当第二驱动信号再次跳变为低电平时,两路控制信号的周期改变为t_p2,以此改变控制信号在不同时间段内的频率,以改善发射过程中的电磁干扰。
102.需要说明的是,两路控制信号的周期随着第二驱动信号的每次跳变同步改变一次,不仅限于示例中的t_p1、t_n1、t_p2三个周期,而是以t_p1、t_n1、t_p2、t_n2
……
进行递推,需要说明的是,t_p1、t_n1、t_p2、t_n2
……
之间互不相等,其中,本实施例可以采用伪随机调制的方式随机生成t_p1、t_n1、t_p2、t_n2
……

103.在上述实施例的基础上,本技术实施例还提供再一种信号传输控制方法,该信号传输控制方法为第二控制模式。请参考图11,为本技术实施例提供的再一种信号传输控制方法的流程示意图,如图11所示,该方法包括:
104.s40:由控制单元根据两路驱动信号生成并输出两路控制信号,并根据两路控制信号控制全桥功率单元使得发射线圈产生线圈电流,其中,当第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号每发生一次跳变,两路控制信号的初始电平切换一次。
105.s50:由电流检测单元检测到线圈电流大于第一电流阈值的情况下,向控制单元输出过流信号。
106.本实施例中,设置第一电流阈值,通过电流检测单元14对第一电流采样点或第二电流采样点的电流进行检测,以在检测到线圈电流大于第一电流阈值时,向控制单元输出过流信号。
107.s60:由控制单元根据过流信号控制高电平的控制信号跳变至低电平,低电平的控制信号的电平维持不变,并根据新的两路控制信号控制全桥功率单元减小线圈电流,以调整待传输信号。
108.本实施例中,控制单元根据过流信号控制高电平的控制信号跳变至低电平,低电平的控制信号的电平维持不变,使得全桥功率单元的两个桥臂的下管导通,以减小线圈电流。
109.s70:由电流检测单元检测到线圈电流降至第二电流阈值以下,向控制单元输出欠流信号。
110.本实施例中,设置第二电流阈值,通过电流检测单元14对第一电流采样点或第二电流采样点的电流进行检测,以在检测到线圈电流小于第二电流阈值时,向控制单元输出欠流信号。
111.s80:由控制单元根据欠流信号控制跳变至低电平的控制信号再次跳变为高电平,维持低电平的控制信号持续维持低电平,并根据新的两路控制信号控制全桥功率单元增大线圈电流,以再次调整待传输信号。
112.本实施例中,控制单元根据欠流信号控制跳变至低电平的控制信号再次跳变为高电平,维持低电平的控制信号持续维持低电平,使得全桥功率单元切换回之前的导通状态,以增大线圈电流。
113.上述实施例提供的无线信号传输方法,通过在线圈电流大于第一电流阈值时根据控制信号减小线圈电流,在线圈电流小于第二电流阈值时根据控制信号增大线圈电流,使
得线圈电流在第一电流阈值和第二电流阈值之间波动,避免发生过流或欠流,保证信号稳定传输;且通过根据线圈电流的大小及时调整控制信号,以使得控制信号在线圈电流过流或者欠流时,立即对线圈电流进行调整,实现更快速的电流控制,保证信号传输的稳定性。
114.在一种可选实施例中,在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为低电平时,两路控制信号中第一控制信号为高电平,第二控制信号为低电平,上述s60包括:
115.由控制单元根据过流信号控制第一控制信号跳变为低电平,第二控制信号维持低电平。
116.上述s80包括:
117.由控制单元根据欠流信号控制第一控制信号再次跳变为高电平,第二控制信号持续维持低电平。
118.本实施例中,请参考图12,为本技术实施例提供的第四种控制信号的波形示意图,如图12所示,在第一驱动信号drv0为高电平,第二驱动信号drv0为低电平的情况下,初始状态下的第一控制信号pwm1为高电平,第二控制信号pwm2为低电平,驱动控制器112根据高电平的第一控制信号pwm1生成两路互补的开关信号pwm_h1和pwm_l1,其中,开关信号pwm_h1为高电平,开关信号pwm_l1为低电平;驱动控制器112还根据低电平的第二控制信号pwm2生成两路互补的开关信号pwm_h2和pwm_l2,其中,开关信号pwm_h2为低电平,开关信号pwm_l2为高电平。
119.之后,根据开关信号pwm_h1控制功率开关管fet_h1导通,根据开关信号pwm_l1控制功率开关管fet_l1不导通,根据开关信号pwm_h2控制功率开关管fet_h2不导通,根据开关信号pwm_l2控制功率开关管fet_l2导通,桥臂中点ac1的电压大于桥臂中点ac2的电压,在发射线圈上形成从桥臂中点ac1到桥臂中点ac2的正向电流。
120.当正向电流大于第一电流阈值(ith_peak)时,ioc2被触发为高电平,控制单元根据ioc2使第一控制信号pwm1切换为低电平,第二控制信号pwm2维持低电平,则开关信号pwm_h1切换为低电平,开关信号pwm_l1切换为高电平,功率开关管fet_h1和功率开关管fet_h2不导通,功率开关管fet_l1和功率开关管fet_l2导通,桥臂中点ac1和桥臂中点ac2的电压均被拉低到接地,以减少发射线圈产生的线圈电流,直至发射线圈的正向电流小于第二电流阈值(ith_valley)。
121.在发射线圈的正向电流从第一电流阈值减小到第二电流阈值的过程中,ioc2持续处于高电平,当正电流小于正的第二电流阈值时,ioc2切换为低电平,控制单元根据ioc2使第一控制信号pwm1重新切换为高电平,第二控制信号pwm2维持低电平,则开关信号pwm_h1重新切换为高电平,开关信号pwm_l1重新切换为低电平,功率开关管fet_h1和功率开关管fet_l2导通,功率开关管fet_h2和功率开关管fet_l1不导通,桥臂中点ac1的电压大于桥臂中点ac2的电压,以增加发射线圈产生的线圈电流,直至发射线圈的正向电流大于第一电流阈值。
122.在另一种可选实施例中,在第一驱动信号的电平值有效,第二驱动信号为高电平时,两路控制信号中第一控制信号为低电平,第二控制信号为高电平,上述s60包括:
123.由控制单元根据过流信号控制第二控制信号跳变为低电平,第一控制信号维持低电平。
124.上述s80包括:
125.由控制单元根据欠流信号控制第二控制信号再次跳变为高电平,第一控制信号持续维持低电平。
126.本实施例中,请参考图13,为本技术实施例提供的第五种控制信号的波形示意图,如图13所示,在第一驱动信号drv0为高电平,第二驱动信号drv0为高电平的情况下,初始状态下的第一控制信号pwm1为低电平,第二控制信号pwm2为高电平,驱动控制器112根据低电平的第一控制信号pwm1生成两路互补的开关信号pwm_h1和pwm_l1,其中,开关信号pwm_h1为低电平,开关信号pwm_l1为高电平;驱动控制器112还根据高电平的第二控制信号pwm2生成两路互补的开关信号pwm_h2和pwm_l2,其中,开关信号pwm_h2为高电平,开关信号pwm_l2为低电平。
127.之后,根据开关信号pwm_h1控制功率开关管fet_h1不导通,根据开关信号pwm_l1控制功率开关管fet_l1导通,根据开关信号pwm_h2控制功率开关管fet_h2导通,根据开关信号pwm_l2控制功率开关管fet_l2不导通,桥臂中点ac2的电压大于桥臂中点ac1的电压,在发射线圈上形成从桥臂中点ac2到桥臂中点ac1的负向电流。
128.当负向电流的绝对值大于第一电流阈值时,ioc1被触发为高电平,控制单元根据ioc1使第二控制信号pwm2切换为低电平,第一控制信号pwm1维持低电平,则开关信号pwm_h2切换为低电平,开关信号pwm_l2切换为高电平,功率开关管fet_h1和功率开关管fet_h2不导通,功率开关管fet_l1和功率开关管fet_l2导通,桥臂中点ac1和桥臂中点ac2的电压均被拉低到接地,以减少发射线圈产生的线圈电流,直至发射线圈的负向电流的绝对值小于第二电流阈值。
129.在发射线圈的负向电流的绝对值从第一电流阈值减小到第二电流阈值的过程中,ioc1持续处于高电平,当负向电流的绝对值小于第二电流阈值时,ioc1切换为低电平,控制单元根据ioc1使第二控制信号pwm2重新切换为高电平,第一控制信号pwm1维持低电平,则开关信号pwm_h2重新切换为高电平,开关信号pwm_l2重新切换为低电平,功率开关管fet_h2和功率开关管fet_l1导通,功率开关管fet_h1和功率开关管fet_l2不导通,桥臂中点ac2的电压大于桥臂中点ac1的电压,以增加发射线圈产生的线圈电流,直至发射线圈的负向电流的绝对值大于第一电流阈值。
130.示例的,请参考图14,为本技术实施例提供的第六种控制信号的波形示意图,如图14所示,当第二驱动信号drv1发生跳变后,两路控制信号的电平值会发生切换,在第二驱动信号drv1为低电平的时间段内,其波形图与图12一致,图12相当于图14中第二驱动信号drv1为低电平的时间段的部分放大波形图,在第二驱动信号drv1为高电平的时间段内,其波形图与图13一致,图13相当于图14中第二驱动信号drv1为高电平的时间段的部分放大波形图,在此不再对图14中的波形图进行赘述。
131.在上述实施例的基础上,本发明还公开一种信号传输系统,信号传输系统包括接收模块和发射模块,其中,发射模块的电路结构如图1或者图2所示,发射模块实现信号传输控制方法的过程如前述,在此不再赘述。
132.发射模块设置在信号发送设备中,接收模块设置在信号接收设备中,至少包括一个接收线圈,该接收线圈通过接收发射线圈传输的电磁信号,以实现发射线圈与接收线圈之间的信号传输。
133.上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本
技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
再多了解一些

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