[go: up one dir, main page]

CN111835093B - 一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法 - Google Patents

一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111835093B
CN111835093B CN202010976577.1A CN202010976577A CN111835093B CN 111835093 B CN111835093 B CN 111835093B CN 202010976577 A CN202010976577 A CN 202010976577A CN 111835093 B CN111835093 B CN 111835093B
Authority
CN
China
Prior art keywords
low
current
wireless charging
signal
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010976577.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111835093A (zh
Inventor
戴义红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Yichong Wireless Power Technology Co ltd
Original Assignee
Chengdu Yichong Wireless Power Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Yichong Wireless Power Technology Co ltd filed Critical Chengdu Yichong Wireless Power Technology Co ltd
Priority to CN202010976577.1A priority Critical patent/CN111835093B/zh
Publication of CN111835093A publication Critical patent/CN111835093A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111835093B publication Critical patent/CN111835093B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J7/60—
    • H02J7/94—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法，所述低频信号传输方法包括：S1，使用高频的全桥PWM控制器来产生低频的线圈电流信号；S2，设置电流阈值，当线圈电流超过电流阈值时，使全桥PWM控制器进行反向控制。本发明能够对线圈电流实现灵活的控制，还不限制无线充电发射模块中控制电路和电容的应用范围，从而实现所要求的低频信号传输。

Description

一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法
技术领域
本发明涉及无线充电发射模块技术领域，尤其是一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法。
背景技术
在无线充电系统中，无线充电发射模块(TX)通过全桥控制产生一个100kHz～200kHz的线圈电流信号。这个线圈电流信号通过线圈耦合给无线充电接收模块(RX)，从而实现无线充电发射模块(TX)到无线充电接收模块(RX)能量传输及信号传输的目的。在一些如图1所示的应用中，通过开关S0的控制，来实现如图2所示的低频（500Hz～10kHz）的线圈电流信号，这个线圈电流信号的大小必须能够灵活控制，以适应不同的无线充电发射模块(TX)和无线充电接收模块(RX)。
图1中，无线充电发射模块(TX)由全桥PWM（pluse width modulation）控制器（pwmcontrol）、驱动控制模块（drv control）、4个跟随驱动器（U_H1、U_L1、U_H2和U_L2，其电源为VDD）、功率全桥（FET_H1、FET_L1、FET_H2和FET_L2）、线圈L0、谐振电容C0、开关S0、以及BST电容C1和C2构成。其控制逻辑为：
输入信号drv0和drv1通过不同的PWM控制模块（pwm control）产生互补的pwm1和pmw2，由它们通过驱动控制模块（drv control）输出PWM_H1、PWM_H2、PWM_L1、PWM_L2，分别驱动不同的跟随驱动器来控制功率全桥。
当pwm1高时，驱动控制模块（drv control）产生PWM_H1=H（逻辑高），这时管子FET_H1打开（turn on）；同时PWM_L1=L（逻辑低），管子FET_L1关断（turn off），这样AC1=PVDD高电压；在pwm1高时，驱动控制模块（drv control）产生PWM_L2=H（逻辑高），这时管子FET_L2打开（turn on），同时PWM_H2=L（逻辑低），管子FET_H2关断（turn off），这样AC2=PGND低电压。在AC1高电压和AC2低电压时，线圈L0电流I_L0增加，最终表现为正电流（正电流方向为从AC1流到AC2，以下同）。
同理，当pwm1低时，同样的控制逻辑产生AC1为低电压和AC2高电压，线圈L0电流I_L0减小，最终表现为负电流。
传统的控制方式都是如图3所示的简单PWM来实现如图2所示的线圈电流信号波形（在传输低频信号时S0打开）。然而，在该无线充电系统中，pwm1的频率为500Hz～10kHz，因为功率全桥开的时间很长，流过线圈L0的电流仅由线圈L0及开关S0的直流电阻决定，无法对线圈电流实现灵活的控制。还有一个问题是因为功率全桥中FET_H1和FET_H2开的时间很长（500Hz到10kHz对应1mS到50uS），所以BST电容C1和C2需要支持相应的时间，限制了控制电路（全桥PWM控制器、全桥驱动控制器、4个跟随驱动器）和电容C1、C2的应用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法。
本发明采用的一种无线充电发射模块的低频信号传输方法，包括：
S1，使用高频的全桥PWM控制器来产生低频的线圈电流信号；
S2，设置电流阈值，当线圈电流超过电流阈值时，使全桥PWM控制器进行反向控制。
进一步的，步骤S1中，所述高频的全桥PWM控制器通过以下方法来产生低频的线圈电流信号：
（1）在drv1低的时段产生高占空比的pwm1和低占空比的pwm2；
（2）在drv1高的时段产生低占空比的pwm1和高占空比的pwm2。
进一步的，所述电流阈值包括电流正阈值；在drv1低的时段，当线圈电流超过电流正阈值时，产生一个过流信号IOC1，锁住过流信号IOC1上升沿并在下一个或几个周期后清掉，从而产生信号IOC_latch1；在信号IOC_latch1高的时段里，产生低占空比的pwm1和高占空比的pwm2。
进一步的，所述电流阈值包括电流负阈值；在drv1高的时段，当线圈电流超过电流负阈值时，产生一个过流信号IOC2，锁住过流信号IOC2上升沿并在下一个或几个周期后清掉，从而产生信号IOC_latch2；在信号IOC_latch2高的时段里，产生高占空比的pwm1和低占空比的pwm2。
本发明还公开一种无线充电发射模块，所述无线充电发射模块采用上述的低频信号传输方法进行低频信号传输。
本发明还公开一种无线充电传输系统，所述无线充电传输系统包括无线充电接收模块，以及上述的无线充电发射模块。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明能够对线圈电流实现灵活的控制，还不限制无线充电发射模块中控制电路和电容的应用范围，从而实现所要求的低频信号传输。
附图说明
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。
图1为无线充电发射模块的结构示意图。
图2为低频的线圈电流信号波形图。
图3为传统的采用低频的全桥PWM控制器控制方法的信号波形图。
图4为本发明的无线充电发射模块的低频信号传输方法的流程框图。
图5为本发明采用高频的全桥PWM控制器产生低频的线圈电流信号的波形图。
图6a为本发明实施例中正电流时的高频的全桥PWM控制器过流保护的波形图。
图6b为本发明实施例中负电流时的高频的全桥PWM控制器过流保护的波形图。
具体实施方式
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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
如图4所示，本实施例的一种无线充电发射模块的低频信号传输方法，包括：
S1，使用高频的全桥PWM控制器来产生低频的线圈电流信号。
具体地：
（1）在drv1低的时段产生高占空比的pwm1和低占空比的pwm2，这样AC1高且AC2低的时间比AC1低且AC2高的时间多，这段时间内的L0线圈电流I_L0为正方向；
（2）在drv1高的时段产生低占空比的pwm1和高占空比的pwm2，这样AC1高且AC2低的时间比AC1低且AC2高的时间少，此时L0线圈电流I_L0为负方向。
通过上述过程的drv1时序，就产生了如图5所示的低频的线圈电流信号。
S2，设置电流阈值，当线圈电流超过电流阈值时，使全桥PWM控制器进行反向控制。
该步骤是在全桥PWM控制器产生低频的线圈电流信号的基础上，在每个周期实现过流保护，具体地：
（1）所述电流阈值包括电流正阈值；在drv1低的时段，如上述产生高占空比的pwm1和低占空比的pwm2，这会使得线圈L0电流I_L0上升，如图6a所示，当线圈电流I_L0超过电流正阈值I_max时，产生一个过流信号IOC1，锁住过流信号IOC1上升沿并在下一个或几个周期后清掉，从而产生信号IOC_latch1；在信号IOC_latch1高的时段里，使全桥PWM控制器进行反向控制，即产生低占空比的pwm1和高占空比的pwm2，从而实现线圈L0的电流降低。同时，由于pwm1和pwm2的周期远低于drv0和drv1，线圈L0的电流只产生小的波动。
（2）所述电流阈值包括电流负阈值；在drv1高的时段，如上述产生低占空比的pwm1和高占空比的pwm2，这会使得线圈L0电流I_L0下降，如图6b所示，当线圈电流I_L0超过电流负阈值-I_max时，产生一个过流信号IOC2，锁住过流信号IOC2上升沿并在下一个或几个周期后清掉，从而产生信号IOC_latch2；在信号IOC_latch2高的时段里，使全桥PWM控制器进行反向控制，即产生高占空比的pwm1和低占空比的pwm2，从而实现线圈L0的电流绝对值降低。同样，由于pwm1和pwm2的周期远低于drv0和drv1，线圈L0的电流只产生小的波动。
通过上述内容可知，过流信号是通过设置电流阈值得到，不依靠线圈和管子的电阻。而且因为采用高频PWM，管子FET_H1和FET_H2开的时间很短，不仅能够对线圈电流实现灵活的控制，还不限制无线充电发射模块中控制电路和电容的应用范围，从而实现所要求的低频信号传输。
本发明还公开一种无线充电发射模块，所述无线充电发射模块采用上述的低频信号传输方法进行低频信号传输。其电路结构如图1所示，其低频信号传输过程如前述，在此不再赘述。
本发明还公开一种无线充电传输系统，所述无线充电传输系统包括无线充电接收模块，以及所述无线充电发射模块。所述无线充电发射模块的电路结构如图1所示，其低频信号传输过程如前述，在此不再赘述。所述无线充电接收模块为公知技术，在此也不再赘述。
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。

Claims (4)

1.一种无线充电发射模块的低频信号传输方法，其特征在于，包括：
S1，使用高频的全桥PWM控制器来产生低频的线圈电流信号；
S2，设置电流阈值，当线圈电流超过电流阈值时，使全桥PWM控制器进行反向控制；
所述电流阈值包括电流正阈值；在输入信号drv1低的时段，当线圈电流超过电流正阈值时，产生一个过流信号IOC1，锁住过流信号IOC1上升沿并在下一个或几个周期后清掉，从而产生信号IOC_latch1；在信号IOC_latch1高的时段里，产生低占空比的pwm1和高占空比的pwm2；
所述电流阈值包括电流负阈值；在输入信号drv1高的时段，当线圈电流超过电流负阈值时，产生一个过流信号IOC2，锁住过流信号IOC2上升沿并在下一个或几个周期后清掉，从而产生信号IOC_latch2；在信号IOC_latch2高的时段里，产生高占空比的pwm1和低占空比的pwm2。
2.根据权利要求1所述的无线充电发射模块的低频信号传输方法，其特征在于，步骤S1中，所述高频的全桥PWM控制器通过以下方法来产生低频的线圈电流信号：
（1）在drv1低的时段产生高占空比的pwm1和低占空比的pwm2；
（2）在drv1高的时段产生低占空比的pwm1和高占空比的pwm2。
3.一种无线充电发射模块，其特征在于，所述无线充电发射模块采用如权利要求1至2任一项所述的低频信号传输方法进行低频信号传输。
4.一种无线充电传输系统，其特征在于，所述无线充电传输系统包括无线充电接收模块，以及如权利要求3所述的无线充电发射模块。
CN202010976577.1A 2020-09-17 2020-09-17 一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法 Active CN111835093B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010976577.1A CN111835093B (zh) 2020-09-17 2020-09-17 一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010976577.1A CN111835093B (zh) 2020-09-17 2020-09-17 一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111835093A CN111835093A (zh) 2020-10-27
CN111835093B true CN111835093B (zh) 2020-12-08

Family

ID=72918476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010976577.1A Active CN111835093B (zh) 2020-09-17 2020-09-17 一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111835093B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115395669B (zh) * 2022-09-05 2025-10-17 成都市易冲半导体有限公司 信号传输控制方法、模式选择方法、发射模块及系统
CN115514194B (zh) * 2022-11-24 2023-02-28 成都市易冲半导体有限公司 一种负载阻值确定方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9697450B1 (en) * 2016-07-29 2017-07-04 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Magnetic stripe data transmission system and method for reliable data transmission and low power consumption
KR20190074589A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 엘지전자 주식회사 계통 연계형 인버터 시스템 및 그 구동방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5518004B2 (ja) * 2011-06-29 2014-06-11 三菱電機株式会社 電力変換装置
CN105915095A (zh) * 2016-05-06 2016-08-31 燕山大学 Lc串联谐振高频链矩阵式逆变器拓扑及其谐振调制方法
CN106655099B (zh) * 2016-11-14 2019-04-02 国网江苏省电力公司常州供电公司 配电网短路故障后的逆变器电源限流方法
CN107294169A (zh) * 2017-07-17 2017-10-24 昆明理工大学 一种存车柜控制电路、其无线充电装置及应用
CN109995220B (zh) * 2017-12-29 2020-10-20 东南大学 一种提高反激式谐振开关电源ccm模式转换效率的方法
CN207969056U (zh) * 2018-02-07 2018-10-12 深圳市朗文科技实业有限公司 一种两级低频方波电子镇流器
CN111355450B (zh) * 2020-04-03 2023-07-14 青海省第三地质勘查院 一种准正弦伪随机信号的发生装置及其生成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9697450B1 (en) * 2016-07-29 2017-07-04 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Magnetic stripe data transmission system and method for reliable data transmission and low power consumption
KR20190074589A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 엘지전자 주식회사 계통 연계형 인버터 시스템 및 그 구동방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高占空比反激逆变器研究;王卫兵 等;《电气自动化》;20080915;第26-28页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111835093A (zh) 2020-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108811261B (zh) 一种单级led驱动电路的可见光通信调制方法
CN102307044B (zh) 一种频率可变的开关电源脉冲宽度调制控制器
CN103702486A (zh) Led驱动电路系统、控制电路及控制方法
CN110789400A (zh) 电池无线充电-加热一体化系统、控制方法及电池系统
CN105580497A (zh) 电子谐振及绝缘半桥zeta转换器
CN203722871U (zh) Led驱动电路系统及led驱动控制电路
CN107182148B (zh) 一种基于pwm调光的dc-dc led驱动电路
CN111835093B (zh) 一种无线充电发射模块、系统以及低频信号传输方法
CN102413600A (zh) 发光装置及其控制方法
CN113067465B (zh) 一种基于dsp控制的负电阻
CN106972646A (zh) 脉冲能量注入型无线电能传输装置
CN105356746A (zh) 用于电源变换器的导通时间产生电路及电源变换器
WO2020073622A1 (zh) 一种反馈环路补偿切换电路及驱动电源
CN105119588A (zh) 一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路
CN105762902A (zh) 一种可实现dc/dc转换功能的车载充电机电路
CN103490632A (zh) 升降压型输出电压平衡电路
CN106130335A (zh) 应用于boost拓扑开关电源的自适应软启动电路
CN103236790A (zh) 连续工作模式开关电源的半滞环脉冲序列控制方法及其装置
CN102158207B (zh) 开关晶体管驱动信号的脉冲调制方法及脉冲调制电路
CN111614256B (zh) 一种非隔离dcdc谐振变换控制电路及控制方法
CN202721869U (zh) 一种嵌入式实现的智能恒流驱动器
CN101383084B (zh) 一种隔离型总线供电通信系统
CN112040603B (zh) 一种bpsk可见光通信调制的单级led驱动电路与方法
CN101212184B (zh) 电源转换电路的斜率补偿方法及其电路
CN110957908B (zh) 一种双向dc-dc软开关电路及宽范围软开关控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Dai Yihong

Inventor after: Yu Pengfei

Inventor after: Yang Fan

Inventor before: Dai Yihong