CN104348257B - 无线电力传输装置、方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线电力传输装置、方法和***。所述传输装置包括：电源、谐振单元、负载搜索单元、负载定位单元和控制器，所述谐振单元包括线圈子单元选择电路和至少两个线圈子单元，所述控制器用于通过所述负载搜索电路判断所述谐振单元的带负载状态，当判断所述谐振单元带负载时，通过所述负载定位单元获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，发送与所述线圈子单元标识对应的闭合信号至所述线圈子单元选择电路，并标记所述谐振单元为充电状态。本发明实施例提供的无线电力传输装置、方法和***可以解决当被充电设备随意放置于无线充电装置的充电区域时，无线充电装置无法对被充电设备进行有效充电的问题。

Description

无线电力传输装置、方法和***

技术领域

本发明涉及电气自动化和通信领域，尤其涉及一种无线电力传输装置、方法和***。

背景技术

自电磁感应现象及导线可以传输电能被人类发现至今，电能的传输主要是由导线直接接触进行传输的，但是这种方式在使用中存在接触火花和不安全裸露导体引起触电等安全隐患，无线电力传输技术可以弥补这些不足。利用电磁感应方式将电能传输到所用产品的新型技术，可以为手提电脑等移动设备、电热水器等家用电器、电动工具、照明、医疗等设备随时无线充电。

随着手机、平板电脑等便携式的电子通信产品的发展，无线充电的发展前景非常广阔，在充电时，被充电设备只要放置于相应的充电平台上，就可以利用电磁感应原理进行充电，但是，在现有技术中，由于充电平台内置的电磁感应线圈位置的固定性，被充电设备需要放置于充电平台上相应的位置，才能进行正常的充电，也就是说，被充电设备内部的接收线圈需要精确对准充电平台内置的发射线圈，当被充电设备被随意的摆放在充电平台上时，充电往往无法正常进行；另外，目前市面上的无线充电设备主要是一对一的充电设备，也就是说一个充电设备在同一时间只能为一台被充电设备充电，当用户需要在同时对多台设备同时进行充电时，给用户带来了不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种无线电力传输装置、方法和***，本方案可以解决当被充电设备随意放置于无线电力传输装置的充电区域时，无线电力传输装置无法对被充电设备进行有效充电的问题，提高了无线充电的自由度、充电***使用的便利性以及无线充电***的有效性。

在第一方面，本发明实施例提供一种无线电力传输装置，包括：电源、谐振单元、负载搜索单元、负载定位单元和控制器，所述谐振单元包括线圈子单元选择电路和至少两个线圈子单元，

所述电源，用于为所述谐振单元供电；

所述负载搜索单元，用于判断所述谐振单元的带负载状态；

所述负载定位单元，用于确定所述谐振单元中能够为负载进行充电的线圈子单元标识；

所述控制器用于通过所述负载搜索单元判断所述谐振单元的带负载状态，当判断所述谐振单元带负载时，通过所述负载定位单元获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，发送与所述线圈子单元标识对应的闭合信号至所述线圈子单元选择电路，并标记所述谐振单元为充电状态；

所述线圈子单元选择电路根据所述闭合信号，闭合与所述闭合信号对应的线圈子单元，对负载进行充电。

在第一种可能的实现方式中，所述负载定位单元进一步包括：电流测量电路和通信电路，其中，所述电流测量电路用于测量所述谐振单元的输出电流值，并将测量结果发送至所述控制器，所述通信电路与所述控制器连接，用于将接收到的信息发送至所述控制器，

所述控制器通过所述负载定位单元获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识进一步包括：

所述控制器控制所述线圈子单元选择电路依次在短时间内闭合所述谐振单元中的预定的线圈子单元，若判断所述电流检测电路测量的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元；

依次在短时间内闭合标记为检测单元的线圈子单元周围预定范围内的线圈子单元，若判断所述电流检测电路测量的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元；

依次在预定时间内闭合所述标记为检测单元的线圈子单元，若所述通信电路接收到负载ID信息，判断所述选择的线圈子单元为能够为负载充电的线圈子单元，获取所述能够为负载充电的线圈子单元标识。

在第二种可能的实施方式中，所述装置还包括负载状态确定单元，当所述谐振单元处于充电状态时，用于判断所述谐振单元中的连接负载状态，其中，所述连接负载状态包括：充电完成、在谐振单元中移动和移出谐振单元：

当判断所述连接负载状态为充电完成时，所述控制器发送断开信号至所述线圈子单元选择电路，所述线圈子单元选择电路根据所述断开信号，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接；

当判断所述连接负载状态为在谐振单元中移动时，所述控制器断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接，重新获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，并闭合能够为负载充电的线圈子单元为所述移动后负载进行充电；

当判断所述连接负载状态为移出谐振单元时，所述控制器清除谐振单元充电状态标记，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接。

进一步地，所述负载状态确定单元进一步包括电流测量电路和电容测量电路，所述电流测量电路用于测量所述谐振单元的输出电流值，并将测量结果发送至所述控制器，所述电容测量电路用于测量所述谐振单元的输出电容值，并将测量结果发送至所述控制器；所述控制器以固定周期依次触发电流检测电路和电容检测电路，以获取上述电路测得的输出电流值和输出电容值，根据输出电流值和输出电容值判断所述谐振单元的连接负载状态：

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内未变化时，所述控制器判断连接负载状态为充电完成；

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内发生变化且未变化到经验值时，所述控制器判断连接负载状态为在谐振单元中移动；

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内发生变化且变化到经验值时，所述控制器判断连接负载状态为移出所述谐振单元。

进一步地，所述电源进一步包括：直流电源和逆变电路，所述直流电源的输出端连接所述逆变电路的输入端，所述逆变电路根据所述控制器发送的调整信号，调整工作参数，所述工作参数包括：逆变电路相移和逆变电路频率，当所述谐振单元处于充电状态时，所述控制器控制所述电流检测电路测量所述谐振电路的输出电流值，查询内部存储的参数配置表，发送调整信号控制所述逆变电路调整工作参数，其中，所述参数配置表中记录了电流值与逆变电路参数之间的对应关系。

进一步地，所述装置包括至少两个谐振单元，所述装置还包括谐振单元选择电路，用于连接所述电源与所述至少两个谐振单元，所述控制器依次判断所述至少两个谐振单元的带负载状态，获取其中连接负载的谐振单元标识，发送与所述连接负载的谐振单元标识对应的导通信号至所述谐振单元选择电路，所述谐振单元选择电路根据所述导通信号，建立所述电源与所述导通信号对应的谐振单元的连接。

进一步地，所述电源进一步包括直流电源和至少两个逆变电路，其中，所述逆变电路的数目与所述谐振单元的数目相同，所述直流电源的输出端连接所述至少两个逆变电路的输入端，所述至少两个逆变电路通过所述谐振单元选择电路分别与所述至少两个谐振单元相连。

在第二方面，本发明实施例提供了一种无线电力传输方法，包括：

S01、判断谐振单元的带负载状态；

S02、当判断谐振单元带负载时，获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识；

S03、发送与所述线圈子单元标识对应的闭合信号至线圈子单元选择电路；

S04、标记所述谐振单元为充电状态。

在第一种可能的实现方式中，所述步骤S02进一步包括：

依次在短时间内闭合所述谐振单元中的预定的线圈子单元，若判断所述谐振单元的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元；

依次在短时间内闭合标记为检测单元的线圈子单元周围预定范围内的线圈子单元，若判断所述谐振单元的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元；

依次在预定时间内闭合所述标记为检测单元的线圈子单元，若接收到负载ID信息，判断所述选择的线圈子单元为能够为负载充电的线圈子单元，获取所述能够为负载充电的线圈子单元标识。

在第二种可能的实现方式中，当所述谐振单元处于充电状态时，所述方法还包括判断所述谐振单元中的连接负载状态，其中，所述连接负载状态包括：充电完成、在谐振单元中移动和移出谐振单元：

当判断所述连接负载状态为充电完成时，发送断开信号至所述线圈子单元选择电路，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接；

当判断所述连接负载状态为在谐振单元中移动时，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接，重新获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，并闭合能够为负载充电的线圈子单元为所述移动后负载进行充电；

当判断所述连接负载状态为移出谐振单元时，清除谐振单元充电状态标记，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接。

进一步地，所述判断所述谐振单元中的连接负载状态包括，以固定周期获取所述谐振单元的输出电流值和输出电容值，根据所述输出电流值和所述输出电容值判断所述谐振单元的连接负载状态：

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内未变化时，判断连接负载状态为充电完成；

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内发生变化且未变化到经验值时，判断连接负载状态为在谐振单元中移动；

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内发生变化且变化到经验值时，判断连接负载状态为移出所述谐振单元。

进一步地，当所述谐振单元处于充电状态时，所述方法还包括：

测量所述谐振电路的输出电流值；

查询内部存储的参数配置表，发送调整信号控制逆变电路调整工作参数，其中，所述参数配置表中记录了电流值与逆变电路参数之间的对应关系。

进一步地，所述步骤S01进一步包括：

依次判断所述至少两个谐振单元的带负载状态，获取其中连接负载的谐振单元标识；

发送与所述连接负载的谐振单元标识对应的导通信号至谐振单元选择电路，建立电源与所述导通信号对应的谐振单元的连接。

在第三方面，本发明实施例提供了一种无线电力传输***，包括所述的无线电力传输装置和无线电力接收装置。

本发明实施例通过在无线电力传输装置中设置多个线圈子单元，在空间范围内扩大了无线电力传输装置中有效的可充电区域。电力传输装置通过检测线圈子单元的状态，选取与被充电设备摆放位置相对应的线圈子单元为被充电设备进行充电，通过使用本实施例提供的无线电力传输装置，被充电设备可以随意摆放在充电区域的任何位置而不必精确对准某个特定的区域，提高了无线充电的自由度、充电***使用的便利性以及无线充电***的有效性。

附图说明

图1是本发明第一实施例的无线电力传输装置的结构示意图；

图2是本发明第一实施例的一种线圈子单元的空间排布形式的示意图；

图3是本发明第二实施例的无线电力传输方法的流程图；

图4是本发明第二实施例的一种获取谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识的方法流程图；

图5是本发明第二实施例的另一种获取谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识的方法流程图；

图6是本发明第二实施例的一种判断充电负载状态的方法流程图；

图7是本发明第三实施例的可为多负载进行充电的无线电力传输装置的结构示意图；

图8是本发明第四实施例的可为多负载进行充电的无线电力传输方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步地详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

第一实施例

图1是本发明第一实施例的无线电力传输装置的结构示意图。如图1所示，该无线电力传输装置包括：电源11、谐振单元12、控制器13、负载搜索电路14和负载定位电路15，其中：谐振单元12包括：线圈子单元选择电路121、第一线圈子单元122、第二线圈子单元123、第三线圈子单元124、第四线圈子单元125、第五线圈子单元126、…、第N线圈子单元127。

在本实施例中，电源11与谐振单元12中的线圈子单元选择电路121相连，用于为谐振单元12提供电源。

线圈子单元选择电路121的一端连接控制器13，另一端分别连接第一线圈子单元122、第二线圈子单元123、第三线圈子单元124、第四线圈子单元125、第五线圈子单元126、…、第N线圈子单元127，用于根据控制器13发送的闭合信号，闭合相应的线圈子单元对负载进行充电。

负载搜索电路14的一端连接控制器13，另一端连接谐振单元12，用于判断谐振单元12中是否连接负载，并将搜索结果传输至控制器13。

负载定位单元15的一端连接控制器13，另一端连接谐振单元12，用于确定谐振单元12中能够为负载进行充电的线圈子单元标识。

控制器13用于通过负载搜索电路14判断谐振单元12的带负载状态，当判断谐振单元12带负载时，通过负载定位单元15获取谐振单元12中能够为负载充电的线圈子单元标识，发送与所述线圈子单元标识对应的闭合信号至线圈子单元选择电路121，并标记谐振单元12为充电状态；

线圈子单元选择电路121根据所述闭合信号，闭合与所述闭合信号对应的线圈子单元，对负载进行充电。

在本实施例中，电源11可以为交流稳压电源，或者由直流电源与逆变电路构成的交流电源。

在本实施例中，线圈子单元按照预定的空间排布形式设置于谐振单元12中。

如图2所示的为一种线圈子单元的空间排布形式的示意图，其中，图2中的线圈子单元以线圈的形式表示。

可以理解的是，本实施例中线圈子单元还可以采用其他的空间排布形式，对此并不进行限定。

在本实施例中，线圈子单元包括：相互并联连接的一个线圈与多个谐振电容。

在本实施例的一个优选的实施方式中，谐振单元12中的所有的线圈子单元以并联的形式，通过线圈子单元选择电路121连接于谐振单元12的两端，当线圈子单元选择电路121闭合某一个线圈子单元时，该线圈子单元被接入谐振单元12的两端。通过选择合适的线圈电感值与谐振电容值，保证当一个或者多个线圈子单元接入谐振单元12时，谐振单元12始终能够处于谐振状态，在实际应用中，本领域技术人员可根据实际情况对线圈与谐振电容的参数大小进行预设。

可以理解的是，本实施例中线圈子单元还可以采用其他的连接形式连接，例如：串联、串并联相结合等方式，对此并不进行限定。

在本实施例中，线圈子单元选择电路121可以为多路的继电器或者多路的电子开关。

可以理解的是，本实施例中线圈子单元选择电路121还可以采用其他可实现多路开关控制的电路或者多路开关芯片，对此并不进行限定。

在本实施例中，负载搜索电路14可以为电容测量电路、电流测量电路或者电压测量电路，通过将上述参数的测量值与谐振单元12中未放置负载时的，上述参数的标准值进行比较，判断谐振单元上是否带负载。

在本实施例的一个优选的实施方式中，若谐振单元12未标记为充电状态，控制器13以固定周期扫描谐振单元12，判断谐振单元12的带负载状态。

作为示例而非限定，可以将上述固定周期设为200ms，当然，在实际应用中，本领域技术人员可根据实际情况对固定周期的大小进行预设。

在本实施例的一个优选的实施方式中，负载定位单元进一步包括：电流测量电路（未示出）和通信电路（未示出）。其中，所述电流测量电路用于测量谐振单元12的输出电流值，并将测量结果发送至控制器13，所述通信电路与控制器13连接，用于将接收到的信息发送至控制器13。

控制器13通过控制上述电流测量电路和通信电路对谐振单元12进行测量，获取谐振单元12中能够为负载充电的线圈子单元标识。

进一步地，所述无线电力传输装置还包括负载状态确定单元（未示出），当谐振单元12处于充电状态时，用于判断谐振单元12中的连接负载状态，其中，所述连接负载状态包括：充电完成、在谐振单元中移动和移出谐振单元。控制器13根据所述连接负载的不同状态，对谐振单元12中的线圈子单元选择电路121进行不同的控制。

在本实施例的一个优选的实施方式中，所述负载状态确定单元进一步包括电流测量电路（未示出）和电容测量电路（未示出），电流测量电路用于测量谐振单元12的输出电流值，并将测量结果发送至控制器13，所述电容测量电路用于测量谐振单元12的输出电容值，并将测量结果发送至控制器13；控制器13以固定周期依次触发电流检测电路和电容检测电路，以获取上述电路测得的输出电流值和输出电容值，根据输出电流值和输出电容值判断所述谐振单元的连接负载状态。

本实施例提出的无线电力传输装置，通过在无线电力传输装置中设置多个线圈子单元，在空间范围内扩大了无线充电装置中有效的可充电区域。无线电力传输装置通过实时检测谐振单元带负载情况，确定是否有负载连接谐振单元，若有，检测多个线圈子单元的状态，选取与被充电设备摆放位置相对应的线圈子单元为被充电设备进行充电，通过使用本实施例提供的无线电力传输装置，被充电设备可以随意摆放在充电区域的任何位置而不必精确对准某个特定的区域，提高了无线充电的自由度、充电***使用的便利性以及无线充电***的有效性。

在本实施例的一个优选的实施方式中，所述电源进一步包括：直流电源（未示出）和逆变电路（未示出），所述直流电源的输出端连接所述逆变电路的输入端，所述逆变电路根据控制器13发送的调整信号，调整工作参数，所述工作参数包括：逆变电路相移和逆变电路频率，当谐振单元12处于充电状态时，控制器13控制所述电流检测电路测量谐振单元12的输出电流值，查询内部存储的参数配置表，发送调整信号控制所述逆变电路调整工作参数，其中，所述参数配置表中记录了电流值与逆变电路参数之间的对应关系。

如表1所示的为一种电流值范围与逆变电路参数之间的对应关系表。

表1

电流范围	逆变电路相移	逆变电路频率
			0～1A	90°	100KHz
1A～2A	90°	105KHz
			2A～4A	-90°	95KHz

在本优选实施方式中，无线电力传输装置根据电流检测电路的测量值，查询经验数据，选择最优的电路参数为负载进行充电，实现了负载的效率最大化输出。

第二实施例

图3是本发明第二实施例的无线电力传输方法的流程图。在本实施例中，以固定周期扫描未标记为充电状态的谐振单元，判断谐振单元的带负载状态。如图3所示，所述方法包括：

步骤310、判断谐振单元是否标记为充电状态：若是，间隔预定的时间，重新执行步骤310；否则，执行步骤320。

在本实施例中，***通电后，将谐振单元的状态初始化标记为未充电状态。

作为示例而非限定，可以将上述预定的时间设为200ms，当然，在实际应用中，本领域技术人员可根据实际情况对预定的时间大小进行预设。

步骤320、判断是否搜索到负载：若是，执行步骤330；否则，间隔预定的时间，重新执行步骤310。

当通过测量谐振单元的电容值搜索负载时，控制谐振单元选择电路闭合所有线圈子单元，若能够检测到谐振单元的电容变化时，确定有负载连接谐振单元；

当通过测量谐振单元的输出电流值搜索负载时，控制谐振单元选择电路闭合所有线圈子单元，若能够检测到谐振单元的电流变化时，确定有负载连接谐振单元；

当通过测量谐振单元的输出电压值搜索负载时，控制谐振单元选择电路闭合所有线圈子单元，若能够检测到谐振单元的电压变化时，确定有负载连接谐振单元；

当通过通信电路搜索负载时，控制谐振单元选择电路闭合所有线圈子单元，若能够检测到负载ID信息时，确定有负载连接谐振单元。

步骤330、获取谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识。

在本实施例中，可以通过控制谐振单元选择电路依次闭合线圈子单元的方法，或者通过控制谐振单元选择电路依次闭合预定的线圈子单元的方法，获取谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识。其中，预先存储有谐振单元中各个位置的线圈子单元的标识。

在图4示出了一种获取谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识的方法流程图。如图4所示，所述方法包括：

步骤331A、按照线圈子单元标识顺序读取一个线圈子单元标识。

步骤332A、发送闭合信号，控制与线圈子单元标识对应的线圈子单元在预定时间内闭合。

步骤333A、判断是否接收到负载ID信息：若是，执行步骤334A；否则，执行步骤335A。

步骤334A、判断该线圈子单元能够为负载充电，获取该线圈子单元标识，执行步骤335A。

步骤335A、判断该线圈子单元标识是否为存储的最后一个标识：若是，结束获取能够为负载充电线圈子单元标识步骤，否则，执行步骤331A。

作为示例而非限定，可以将步骤332A中的预定时间设置为1s、2s或者3s等，当然，在实际应用中，本领域技术人员可根据实际情况对步骤332A中的预定时间长短进行预设。

在本实施方式中，通过使用通信电路获取能够为负载充电的线圈子单元标识，避免了当对通信设备进行充电的无线电力传输装置中放入其他金属异物时的误充电，防止了误充电对金属异物和无线电力传输装置的损害，提高了无线电力传输装置的安全性以及误充电带来的电能损失。

在图5示出了另一种获取谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识的方法流程图。如图5所示，所述方法包括：

步骤331B、依次在短时间内闭合谐振单元中的预定的线圈子单元，若判断谐振单元的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元。

步骤332B、依次在短时间内闭合标记为检测单元的线圈子单元周围预定范围内的线圈子单元，若判断谐振单元的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记选择的线圈子单元为检测单元。

步骤333B、依次在预定时间内闭合标记为检测单元的线圈子单元，若接收到负载ID信息，判断选择的线圈子单元为能够为负载充电的线圈子单元。

在本实施方式中，基准电流值为谐振单元不带负载时，在相同的预定时间内闭合线圈的电流测量值，该测量值预存在控制器中。

在本实施方式中，步骤331B和步骤332B中的短时间可以根据实际设置为0.1s，0.2s或者0.5s等，步骤333B中的预定时间可以根据实际设置为2s、3s或者4s，当然，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际情况对短时间和预定时间的时间长度进行预设。

在本实施方式中，谐振单元中的预定的线圈子单元，以及预定的线圈子单元周围预定的线圈子单元可以根据实际情况自由设定，设定原则为通过选择尽可能少的线圈子单元，测量尽可能大的充电区域。在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际情况对预定的线圈子单元和预定的线圈子单元周围预定的线圈子单元的位置进行预设。

作为示例而非限定，如图2所示，将标号为1和2的线圈子单元设定为预定的线圈子单元，将标号为1A、1B和1C的线圈子单元设定为标号为1的线圈子单元周围预定范围内的线圈子单元，将标号为2A、2B和2C的线圈子单元设定为标号为2的线圈子单元周围预定范围内的线圈子单元。当标记标号为1的线圈子单元为检测单元后，依次判断为标号1A、1B和1C的线圈子单元是否为检测单元。

在本实施方式中，通过综合测量谐振单元的输出电流和谐振单元中的负载ID信息来获取谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，可以大大降低线圈子单元标识的获取时间，在获取过程中，先通过电流测量电路在短时间内粗略检测，去除无需检测的线圈子单元后，在经过通信电路精确获取能够为负载充电的线圈子单元标识，大大降低了获取时间；另外，通过一定的选择算法在谐振单元中选择预定的线圈子单元进行检测，进一步降低了获取时间。

步骤340、发送与线圈子单元标识对应的闭合信号至线圈子单元选择电路。

在本实施例中，线圈子单元选择电路为多路的继电器，其中多路继电器的通断，通过高低电平信号来控制。

步骤350、标记谐振单元为充电状态，返回步骤310。

本实施例提出的无线电力传输方法，通过实时检测谐振单元带负载情况，确定是否有负载连接谐振单元，若有，选取与被充电设备摆放位置相对应的线圈子单元为被充电设备进行充电，通过使用本实施例提供的无线电力传输方法，被充电设备可以随意摆放在充电区域的任何位置而不必精确对准某个特定的区域，提高了无线充电的自由度、充电***使用的便利性以及无线充电***的有效性。

在本实施例的一个优选的实施方式中，当谐振单元处于充电状态时，所述方法还包括判断谐振单元中的连接负载状态，其中，所述连接负载状态包括：充电完成、在谐振单元中移动和移出谐振单元，控制器根据所述负载的不同状态，对谐振单元中的线圈子单元选择电路进行不同的控制。

在本优选实施方式中，当谐振单元标记为充电状态时，控制器以固定周期扫描谐振单元，判断谐振单元的连接负载状态。

作为示例而非限定，可以将上述固定周期设为500ms，当然，在实际应用中，本领域技术人员可根据实际情况对固定周期的大小进行预设。

图6是一种判断充电负载状态的方法流程图，如图6所示，所述方法包括：

步骤610、判断谐振单元的电流测量值在预定时间内是否下降：若是，执行步骤630；否则，执行步骤620。

步骤620、判断连接负载状态为正常充电。

步骤630、判断谐振单元的电容测量值在预定时间内的变化情况：电容值未发生变化，执行步骤640；电容值发生变化且未变化到经验值，执行步骤650；电容值发生变化且变化到经验值，执行步骤660。

在本实施方式中，控制电源停止对谐振单元供电后，测量谐振单元的输出电容值。

在本实施方式中，电容经验值为未连接负载时，谐振单元的输出电容值。其中，控制器中存储的电容经验值为多个：谐振单元中连入一个线圈子单元时的输出电容值、谐振单元中连入两个线圈子单元时的输出电容值、…、谐振单元中连入全部线圈子单元时的输出电容值，控制器根据当前谐振单元连入的线圈子单元个数，选择与之对应的电容经验值与测量电容值进行比较。

步骤640、判断连接负载状态为充电完成，执行步骤670。

在本优选实施方式中，当谐振单元处于充电状态时，还可以通过接收负载发送的通信数据包判断负载是否充电已完成。

步骤650、判断连接负载状态为在谐振单元中移动，执行步骤680。

步骤660、判断连接负载状态为移出所述谐振单元，执行步骤690。

步骤670、发送断开信号至线圈子单元选择电路，控制断开谐振单元中所有的线圈子单元的连接。

步骤680、断开谐振单元中所有的线圈子单元的连接，重新获取谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，控制闭合能够为负载充电的线圈子单元为所述移动后负载进行充电。

步骤690、清除谐振单元充电状态标记，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接。

在本实施例的一个优选的实施方式中，当所述谐振单元处于充电状态时，所述方法还包括：

测量所述谐振电路的输出电流值；

查询内部存储的参数配置表，发送调整信号控制逆变电路调整工作参数，其中，所述参数配置表中记录了电流值与逆变电路参数之间的对应关系。

在本优选实施方式中，通过在无线电力传输过程中检测负载连接状态，根据负载的不同状态改变充电策略，提高了无线通信***的灵活性，节约了电能。

第三实施例

图7是本发明第三实施例的可为多负载进行充电的无线电力传输装置的结构示意图，如图7所示，所述无线电力传输装置在第一实施例的基础上，将一个谐振单元扩展到至少两个。所述***包括：电源71、谐振单元选择电路72、第一谐振单元73、第二谐振单元74、…、第N谐振单元75、控制器76、通信电路77、电流测量电路78和电容测量电路79。

与实施例一相比，实施例一中的负载搜索单元为本实施例的电容测量电路79，实施例一中的负载定位单元为本实施例的通信电路77和电流测量电路78，本实施例的无线电力传输装置还包括一个谐振单元选择电路72，用于连接电源71与多个谐振单元，控制器76依次扫描多个谐振单元，获取其中连接负载的谐振单元标识，发送与连接负载的谐振单元标识对应的导通信号至谐振单元选择电路72，谐振单元选择电路72根据导通信号，建立电源71与导通信号对应的谐振单元的连接。

在本实施例中，谐振单元选择电路72可以为多路的继电器或者多路的电子开关。

可以理解的是，本实施例中谐振单元选择电路72还可以采用其他可实现多路开关控制的电路或者多路开关芯片，对此并不进行限定。

在本实施例的一个优选的实施方式中，控制器76以固定周期扫描未标记为充电状态的谐振单元。

在本实施例的一个优选的实施方式中，当谐振单元中的一个或者多个处于充电状态时，所述方法还包括判断谐振单元中的连接负载状态，其中，所述连接负载状态包括：充电完成、在谐振单元中移动和移出谐振单元，控制器76根据所述负载的不同状态，对谐振单元中的线圈子单元选择电路进行不同的控制。

在本实施例的一个优选的实施方式中，控制器76还用于记录标记为充电状态的谐振单元的个数，当判断标记为充电状态的谐振单元个数等于预定的满负载个数时，控制器76停止扫描未标记为充电状态的谐振单元。

在本实施例的一个优选的实施方式中，电源71进一步包括：直流电源（未示出）和多个逆变电路（未示出），其中，逆变电路的个数与谐振单元的个数一一对应，直流电源的输出端分别与多个逆变电路的输入端相连，多个逆变电路分别通过谐振单元选择电路与与之对应的谐振单元相连。逆变电路根据控制器发送的调整信号，调整工作参数，所述工作参数包括：逆变电路相移和逆变电路频率。

本实施例提出的无线电力传输装置，通过将无线电力传输装置中的谐振单元扩展为至少两个，可以实现同时为多个负载进行无线充电，实现了一对多的无线电能传输，扩展了无线通信***的功能。

第四实施例

图8是本发明第四实施例的可为多负载进行充电的无线电力传输方法的流程图，如图8所示，所述无线电力传输方法在第二实施例的基础上，将扫描一个谐振单元扩展到扫描至少两个谐振单元。所述方法包括：

步骤810、依次扫描一个标记为未充电的谐振单元。

步骤820、判断该谐振单元是否带负载：若是，执行步骤830；否则，返回步骤810。

步骤830、建立该谐振单元与电源的连接。

步骤840、获取该谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识。

步骤850、发送与所述线圈子单元标识对应的闭合信号至线圈子单元选择电路。

步骤860、标记该谐振单元为充电状态。

本实施例提出的无线电力传输方法，通过将扫描一个谐振单元扩展到扫描至少两个谐振单元，通过轮询扫描的方式，实现了一对多的无线电能传输，扩展了无线通信***的功能。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种无线电力传输装置，其特征在于，包括：电源、谐振单元、负载搜索单元、负载定位单元和控制器，所述谐振单元包括线圈子单元选择电路和至少两个线圈子单元，

所述电源，用于为所述谐振单元供电；

所述负载搜索单元，用于判断所述谐振单元的带负载状态；

所述负载定位单元，用于确定所述谐振单元中能够为负载进行充电的线圈子单元标识；

所述控制器用于通过所述负载搜索单元判断所述谐振单元的带负载状态，当判断所述谐振单元带负载时，通过所述负载定位单元获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，发送与所述线圈子单元标识对应的闭合信号至所述线圈子单元选择电路，并标记所述谐振单元为充电状态；

所述线圈子单元选择电路根据所述闭合信号，闭合与所述闭合信号对应的线圈子单元，对负载进行充电；

其中，所述负载定位单元进一步包括：电流测量电路和通信电路，其中，所述电流测量电路用于测量所述谐振单元的输出电流值，并将测量结果发送至所述控制器，所述通信电路与所述控制器连接，用于将接收到的信息发送至所述控制器，

所述控制器通过所述负载定位单元获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识进一步包括：

所述控制器控制所述线圈子单元选择电路依次在短时间内闭合所述谐振单元中的预定的线圈子单元，若判断所述电流检测电路测量的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元；

依次在短时间内闭合标记为检测单元的线圈子单元周围预定范围内的线圈子单元，若判断所述电流检测电路测量的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元；

依次在预定时间内闭合所述标记为检测单元的线圈子单元，若所述通信电路接收到负载ID信息，判断所述选择的线圈子单元为能够为负载充电的线圈子单元，获取所述能够为负载充电的线圈子单元标识。

2.根据权利要求1所述的无线电力传输装置，其特征在于，所述装置还包括负载状态确定单元，当所述谐振单元处于充电状态时，用于判断所述谐振单元中的连接负载状态，其中，所述连接负载状态包括：充电完成、在谐振单元中移动和移出谐振单元：

当判断所述连接负载状态为充电完成时，所述控制器发送断开信号至所述线圈子单元选择电路，所述线圈子单元选择电路根据所述断开信号，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接；

当判断所述连接负载状态为在谐振单元中移动时，所述控制器断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接，重新获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，并闭合能够为负载充电的线圈子单元为所述移动后负载进行充电；

当判断所述连接负载状态为移出谐振单元时，所述控制器清除谐振单元的充电状态标记，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接。

3.根据权利要求2所述的无线电力传输装置，其特征在于，所述负载状态确定单元进一步包括电流测量电路和电容测量电路，所述电流测量电路用于测量所述谐振单元的输出电流值，并将测量结果发送至所述控制器，所述电容测量电路用于测量所述谐振单元的输出电容值，并将测量结果发送至所述控制器；所述控制器以固定周期依次触发电流检测电路和电容检测电路，以获取上述电路测得的输出电流值和输出电容值，根据输出电流值和输出电容值判断所述谐振单元的连接负载状态：

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内未变化时，所述控制器判断所述连接负载状态为充电完成；

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内发生变化且未变化到经验值时，所述控制器判断所述连接负载状态为在谐振单元中移动；

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内发生变化且变化到经验值时，所述控制器判断所述连接负载状态为移出所述谐振单元；

其中，所述经验值为未连接负载时，所述谐振单元的输出电容值。

4.根据权利要求3所述的无线电力传输装置，其特征在于，所述电源进一步包括：直流电源和逆变电路，所述直流电源的输出端连接所述逆变电路的输入端，所述逆变电路根据所述控制器发送的调整信号，调整工作参数，所述工作参数包括：逆变电路相移和逆变电路频率，当所述谐振单元处于充电状态时，所述控制器控制所述电流检测电路测量所述谐振电路的输出电流值，查询内部存储的参数配置表，发送调整信号控制所述逆变电路调整工作参数，其中，所述参数配置表中记录了电流值与逆变电路参数之间的对应关系。

5.根据权利要求1-3之一所述的无线电力传输装置，其特征在于，所述装置包括至少两个谐振单元，所述装置还包括谐振单元选择电路，用于连接所述电源与所述至少两个谐振单元，所述控制器依次判断所述至少两个谐振单元的带负载状态，获取其中连接负载的谐振单元标识，发送与所述连接负载的谐振单元标识对应的导通信号至所述谐振单元选择电路，所述谐振单元选择电路根据所述导通信号，建立所述电源与所述导通信号对应的谐振单元的连接。

6.根据权利要求5所述的无线电力传输装置，其特征在于，所述电源进一步包括直流电源和至少两个逆变电路，其中，所述逆变电路的数目与所述谐振单元的数目相同，所述直流电源的输出端连接所述至少两个逆变电路的输入端，所述至少两个逆变电路通过所述谐振单元选择电路分别与所述至少两个谐振单元相连。

7.一种无线电力传输方法，其特征在于，包括：

S01、判断谐振单元的带负载状态；

S02、当判断谐振单元带负载时，获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识；

S03、发送与所述线圈子单元标识对应的闭合信号至线圈子单元选择电路；

S04、标记所述谐振单元为充电状态；

其中，所述步骤S02进一步包括：

依次在短时间内闭合所述谐振单元中的预定的线圈子单元，若判断所述谐振单元的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元；

依次在短时间内闭合标记为检测单元的线圈子单元周围预定范围内的线圈子单元，若判断所述谐振单元的输出电流值与基准电流值的差值大于阈值，标记所述选择的线圈子单元为检测单元；

依次在预定时间内闭合所述标记为检测单元的线圈子单元，若接收到负载ID信息，判断所述选择的线圈子单元为能够为负载充电的线圈子单元，获取所述能够为负载充电的线圈子单元标识。

8.根据权利要求7所述的无线电力传输方法，其特征在于，当所述谐振单元处于充电状态时，所述方法还包括判断所述谐振单元中的连接负载状态，其中，所述连接负载状态包括：充电完成、在谐振单元中移动和移出谐振单元：

当判断所述连接负载状态为充电完成时，发送断开信号至所述线圈子单元选择电路，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接；

当判断所述连接负载状态为在谐振单元中移动时，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接，重新获取所述谐振单元中能够为负载充电的线圈子单元标识，并闭合能够为负载充电的线圈子单元为所述移动后负载进行充电；

当判断所述连接负载状态为移出谐振单元时，清除谐振单元充电状态标记，断开所述谐振单元中所有的线圈子单元的连接。

9.根据权利要求8所述的无线电力传输方法，其特征在于，所述判断所述谐振单元中的连接负载状态包括，以固定周期获取所述谐振单元的输出电流值和输出电容值，根据所述输出电流值和所述输出电容值判断所述谐振单元的连接负载状态：

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内未变化时，判断连接负载状态为充电完成；

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内发生变化且未变化到经验值时，判断连接负载状态为在谐振单元中移动；

当所述输出电流值在预定的时间内下降时，且所述输出电容值在预定的时间内发生变化且变化到经验值时，判断连接负载状态为移出所述谐振单元。

10.根据权利要求9所述的无线电力传输方法，其特征在于，当所述谐振单元处于充电状态时，所述方法还包括：

测量所述谐振电路的输出电流值；

查询内部存储的参数配置表，发送调整信号控制逆变电路调整工作参数，其中，所述参数配置表中记录了电流值与逆变电路参数之间的对应关系。

11.根据权利要求7-10之一所述的无线电力传输方法，其特征在于，所述步骤S01进一步包括：

依次判断至少两个谐振单元的带负载状态，获取其中连接负载的谐振单元标识；

发送与所述连接负载的谐振单元标识对应的导通信号至谐振单元选择电路，建立电源与所述导通信号对应的谐振单元的连接。

12.一种无线电力传输***，其特征在于，包括无线电力接收装置和如权利要求1-6之一所述的无线电力传输装置。