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Title:
METHOD AND SYSTEM FOR REGULATING CONTACTLESS TRANSFORMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/043249
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a method and system for regulating a contactless transformer; the method is applied to the regulating system comprising the contactless transformer and a detection device (2), the contactless transformer comprises a transmitting end (11) and a receiving end (12), and the method comprises: using the detection device (2) to detect power transmission parameter information between a transmitting coil (111) and a receiving coil (121) of the contactless transformer, and a transmitting end controller (113) regulating the working parameters of a power transmitting end circuit (112) according to the power transmission parameter information; and a receiving end controller (123) regulating the working parameters of a power receiving end circuit (122) according to the power transmission parameter information. By means of air gap parameters and dislocation parameters that are detected by the contactless transformer under a working state, setting of the working parameters of the power circuits is regulated in order that the system is controlled to work within a range of better parameters so as to improve transmission efficiency in an effective way.

Inventors:
WANG, Jing (Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
GAO, Yaoguang (Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
FAN, Jie (Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
LUO, Yong (Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
ZHOU, Jianping (Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
Application Number:
CN2014/080223
Publication Date:
April 02, 2015
Filing Date:
June 18, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ZTE CORPORATION (ZTE Plaza, Keji Road South Hi-Tech Industrial Park, Nansha, Shenzhen Guangdong 7, 518057, CN)
International Classes:
H02J17/00; H01F38/00; H02M5/10
Domestic Patent References:
WO2012090612A12012-07-05
WO2013062253A12013-05-02
WO2012165243A12012-12-06
Foreign References:
CN2713659Y2005-07-27
CN101814749A2010-08-25
CN1334638A2002-02-06
Other References:
See also references of EP 3046222A4
None
Attorney, Agent or Firm:
AFD CHINA INTELLECTUAL PROPERTY LAW OFFICE (Suite B 1601A, 8 Xue Qing Rd. Haidian, Beijing 2, 100192, CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、一种非接触式变压器的调节方法, 应用于包括非接触式变压器和检测 装置的调节系统, 所述非接触式变压器包括具有发射线圈、 功率发射端电路 和发射端控制器的发射端及具有接收线圈、 功率接收端电路和接收端控制器 的接收端, 所述方法包括: 所述检测装置检测所述非接触式变压器的所述发射线圈和所述接收线圈 之间的功率传输参数信息, 所述功率传输参数信息包括所述发射线圈和所述 接收线圈之间的气隙和 /或错位信息; 以及 所述发射端控制器根据所述功率传输参数信息对所述功率发射端电路的 工作参数进行调节; 和 /或, 所述接收端控制器根据所述功率传输参数信息对 所述功率接收端电路的工作参数进行调节。

2、 如权利要求 1所述的调节方法, 其中: 所述检测装置包括信号发射端和信号接收端, 所述信号发射端安装在所 述非接触式变压器的发射端, 所述信号接收端安装在所述非接触式变压器的 接收端; 或者, 所述信号发射端安装在所述非接触式变压器的接收端, 所述 信号接收端安装在所述非接触式变压器的发射端; 所述方法还包括: 所述信号接收端根据所述信号发射端发射的信号, 检 测得到所述功率传输参数信息。

3、 如权利要求 2所述的调节方法, 所述方法还包括: 当所述信号接收端安装在所述非接触式变压器的接收端时, 所述信号接 收端将检测得到的所述功率传输参数信息发送给所述接收端控制器, 再由所 述接收端控制器将所述功率传输参数信息转发给所述发射端控制器; 或者 当所述信号接收端安装在所述非接触式变压器的发射端时, 所述信号接 收端将检测得到的所述功率传输参数信息发送给所述发射端控制器, 再由所 述发射端控制器所述功率传输参数信息转发给所述接收端控制器。

4、 如权利要求 1或 2或 3所述的调节方法, 其中: 所述发射端控制器根据所述功率传输参数信息对所述功率发射端电路的 工作参数进行调节的步骤包括:

所述发射端控制器根据所述功率传输参数信息对所述功率发射端电路的 频率参数和 /或相角参数进行调节; 和 /或

所述接收端控制器根据所述功率传输参数信息对所述功率接收端电路的 工作参数进行调节的步骤包括:

所述接收端控制器根据所述功率传输参数信息对所述功率接收端电路的 频率参数和 /或相角参数进行调节。

5、 如权利要求 1或 2或 3所述的调节方法, 其中: 所述功率传输参数信息是所述非接触式变压器在工作状态下的发射线圈 和接收线圈之间的功率传输参数信息。

6、 一种非接触式变压器的调节系统, 包括: 非接触式变压器, 所述非接 触式变压器包括具有发射线圈、 功率发射端电路和发射端控制器的发射端及 具有接收线圈、 功率接收端电路和接收端控制器的接收端, 所述调节系统还 包括检测装置, 其中:

所述检测装置设置成: 检测所述非接触式变压器的所述发射线圈和所述 接收线圈之间的功率传输参数信息, 所述功率传输参数信息包括所述发射线 圈和所述接收线圈之间的气隙和 /或错位信息; 所述发射端控制器设置成: 根据所述功率传输参数信息对所述功率发射 端电路的工作参数进行调节; 和 /或 所述接收端控制器设置成: 根据所述功率传输参数信息对所述功率接收 端电路的工作参数进行调节。

7、 如权利要求 6所述的调节系统, 其中:

所述检测装置包括信号发射端和信号接收端, 所述信号发射端安装在所 述非接触式变压器的发射端, 所述信号接收端安装在所述非接触式变压器的 接收端或所述信号发射端安装在所述非接触式变压器的接收端, 所述信号接 收端安装在所述非接触式变压器的发射端; 以及 所述信号接收端设置成: 根据所述信号发射端发射的信号, 检测得到所 述功率传输参数信息。

8、 如权利要求 7所述的调节系统, 其中: 所述信号接收端还设置成: 当所述信号接收端安装在所述非接触式变压器的接收端时, 所述信号接 收端将检测得到的所述功率传输参数信息发送给所述接收端控制器, 再由所 述接收端控制器转发给所述发射端控制器; 或者 当所述信号接收端安装在所述非接触式变压器的发射端时, 所述信号接 收端将检测得到的所述功率传输参数信息发送给所述发射端控制器, 再由所 述发射端控制器转发给所述接收端控制器。

9、 如权利要求 6或 7或 8所述的调节系统, 其中: 所述发射端控制器是设置成通过如下方式根据所述功率传输参数信息对 所述功率发射端电路的工作参数进行调节: 根据所述功率传输参数信息对所

所述接收端控制器是设置成通过如下方式根据所述功率传输参数信息对 所述功率接收端电路的工作参数进行调节: 根据所述功率传输参数信息对所 述功率接收端电路的频率参数和 /或相角参数进行调节。

10、 如权利要求 6或 7或 8所述的调节系统, 其中: 所述功率传输参数信息是所述非接触式变压器在工作状态下的发射线圈 和接收线圈之间的功率传输参数信息。

Description:
一种非接触变压器的调节方法及系统

技术领域

本发明涉及非接触变压器领域, 尤其涉及非接触式变压器的调节方法及 系统。

背景技术

传统的电能传输方式是通过插头 -插座等电连接器实现电能传输。 这种传 输方式简单、 方便, 但只适用于小电流传输场合。 在大电流传输场合需要结 合灭弧方法使用,而且导体棵露在外面,不安 全。多次插拔引起机械磨损, 接 触松动, 不能有效传输电能。 非接触式变压器是将其原边和副边分开一定的 距离, 通过磁耦合实现电能传输。 无线充电系统技术利用非接触式变压器这 一优点, 解决了传统导线直接接触供电的缺陷。

普通的变压器原副边之间的气隙接近为零, 原边传送至副边的能量可通 过原副边匝数比计算得到。而非接触式变压器 原副边之间存在有较大的气隙, 气隙对非接触式变压器的参数影响较大, 尤其对非接触式变压器的漏感和耦 合系统影响最为明显, 进而影响非接触式变压器的功率传输。 不同的气隙大 小, 非接触式变压器需要釆用不同的参数设置。

同样, 在无线充电系统中, 当非接触式变压器的原副边线圈不能完全对 齐, 即存在一定的错位时, 同样会影响系统的传输效率。 不同的错位大小, 非接触式变压器也需要釆用不同的参数设置。

因此, 为了提高非接触式变压器进行功率传输的效率 , 或者进行自适应 最优化功率传输, 需要对原副边之间的气隙和错位大小进行检测 。

发明内容 本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种 可以优化功率传输的非接 触变压器的调节方法和系统。

为了解决上述问题, 本发明实施例提一种非接触式变压器的调节方 法, 应用于包括非接触式变压器和检测装置的调节 系统, 所述非接触式变压器包 括具有发射线圈、功率发射端电路和发射端控 制器的发射端及具有接收线圈、 功率接收端电路和接收端控制器的接收端, 所述方法包括: 利用所述检测装置检测所述非接触式变压器的 所述发射线圈和所述接收 线圈之间的功率传输参数信息, 所述功率传输参数信息包括所述发射线圈和 所述接收线圈之间的气隙和 /或错位信息; 以及 所述发射端控制器根据所述功率传输参数信息 对所述功率发射端电路的 工作参数进行调节; 和 /或, 所述接收端控制器根据所述功率传输参数信息 对 所述功率接收端电路的工作参数进行调节。 可选地, 所述检测装置包括信号发射端和信号接收端, 所述信号发射端安装在所 述非接触式变压器的发射端, 所述信号接收端安装在所述非接触式变压器的 接收端; 或者, 所述信号发射端安装在所述非接触式变压器的 接收端, 所述 信号接收端安装在所述非接触式变压器的发射 端; 所述方法还包括: 所述信号接收端根据所述信号发射端发射的信 号, 检 测得到所述功率传输参数信息。

可选地 , 当所述信号接收端安装在所述非接触式变压器 的接收端时, 所述信号接 收端将检测得到的所述功率传输参数信息发送 给所述接收端控制器, 再由所 述接收端控制器将所述功率传输参数信息转发 给所述发射端控制器; 或者 当所述信号接收端安装在所述非接触式变压器 的发射端时, 所述信号接 收端将检测得到的所述功率传输参数信息发送 给所述发射端控制器, 再由所 述发射端控制器将所述功率传输参数信息转发 给所述接收端控制器。

可选地 ,

所述发射端控制器根据所述功率传输参数信息 对所述功率发射端电路的 工作参数进行调节的步骤包括: 所述发射端控制器根据所述功率传输参数信息 对所述功率发射端电路的 频率参数和 /或相角参数进行调节; 和 /或 所述接收端控制器根据所述功率传输参数信息 对所述功率接收端电路的 工作参数进行调节的步骤包括: 所述接收端控制器根据所述功率传输参数信息 对所述功率接收端电路的 频率参数和 /或相角参数进行调节。

可选地 , 所述功率传输参数信息是所述非接触式变压器 在工作状态下的发射线圈 和接收线圈之间的功率传输参数信息。

本发明实施例还提供一种非接触式变压器的 调节系统, 包括非接触式变 压器, 所述非接触式变压器包括具有发射线圈、 功率发射端电路和发射端控 制器的发射端及具有接收线圈、 功率接收端电路和接收端控制器的接收端, 其特征在于, 所述调节系统还包括检测装置, 其中: 所述检测装置设置成: 检测所述非接触式变压器的所述发射线圈和所 述 接收线圈之间的功率传输参数信息, 所述功率传输参数信息包括所述发射线 圈和所述接收线圈之间的气隙和 /或错位信息; 所述发射端控制器设置成: 根据所述功率传输参数信息对所述功率发射 端电路的工作参数进行调节; 以及 所述接收端控制器设置成: 根据所述功率传输参数信息对所述功率接收 端电路的工作参数进行调节。 可选地, 所述检测装置包括信号发射端和信号接收端, 所述信号发射端安装在所 述非接触式变压器的发射端, 所述信号接收端安装在所述非接触式变压器的 接收端或所述信号发射端安装在所述非接触式 变压器的接收端, 所述信号接 收端安装在所述非接触式变压器的发射端; 以及 所述信号接收端设置成: 根据所述信号发射端发射的信号, 检测得到所 述功率传输参数信息。

可选地 , 所述信号接收端还设置成: 当所述信号接收端安装在所述非接触式变压器 的接收端时, 所述信号接 收端将检测得到的所述功率传输参数信息发送 给所述接收端控制器, 再由所 述接收端控制器转发给所述发射端控制器; 或者 当所述信号接收端安装在所述非接触式变压器 的发射端时, 所述信号接 收端将检测得到的所述功率传输参数信息发送 给所述发射端控制器, 再由所 述发射端控制器转发给所述接收端控制器。 可选地 , 所述发射端控制器是设置成通过如下方式根据 所述功率传输参数信息对 工作参数进行调节: 根据所述功率传输参数信息对所

所述接收端控制器是设置成通过如下方式根据 所述功率传输参数信息对 所述功率接收端电路的工作参数进行调节: 根据所述功率传输参数信息对所 述功率接收端电路的频率参数和 /或相角参数进行调节。 可选地 , 所述功率传输参数信息是所述非接触式变压器 在工作状态下的发射线圈 和接收线圈之间的功率传输参数信息。

上述方案根据非接触式变压器工作状态下检 测到的气隙参数和错位参 数, 调节功率电路的工作参数设置, 从而控制系统工作在较佳参数区间, 有 效地提高传输效率。

附图概述 图 1是本发明

图 2是本发明实施例 调节方法的流程图;

图 3是本发明实施例 气隙和错位信息的示意图; 图 4是本发明实施例 调节方法的流程图; 图 5是本发明实施例二调节系统的结构示意图。

本发明的较佳实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细 说明。 需要说明的是, 在 不冲突的情况下, 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互 任意组合。

实施例一

本实施例提供一种非接触式变压器的调节方法 , 应用于包括非接触式变 压器和检测装置 2的调节系统。 如图 1所示, 本实施例的调节系统包括: 非接触式变压器: 包括发射端 11和接收端 12, 发射端 11包括发射线圈 111、功率发射端电路 112和发射端控制器 113 ,接收端 12包括接收线圈 121、 功率接收端电路 122和接收端控制器 123; 其中发射端控制器 113用于根据 功率传输参数信息对功率发射端电路 112的工作参数如频率参数和 /或相角参 数进行调节, 接收端控制器 123用于根据功率传输参数信息对功率接收端电 路 122的工作参数如频率参数和 /或相角参数进行调节。

检测装置 2: 包括信号发射端 21和信号接收端 22, 信号发射端 21安装 在非接触式变压器的发射端 11或接收端 12, 信号接收端 22安装在所述非接 触式变压器的另一端。 信号接收端 22根据信号发射端 11发射的信号, 检测 得到非接触式变压器的发射线圈 111和接收线圈 121之间的功率传输参数信 息。信号接收端 22将检测得到的功率传输参数信息发送给接收 控制器 123 , 再由接收端控制器 123转发给发射端控制器 113。 其中功率传输参数信息包 括发射线圈 111和接收线圈 121之间的气隙和 /或错位信息。

图 1 , 检测装置的信号发射端安装在非接触式变压器 的发射端, 信号接 收端安装在所述非接触式变压器的接收端。

如图 2所示, 本实施例非接触式变压器的调节方法包括:

步骤 S101 : 当非接触式变压器处于工作状态下时, 检测装置的信号发射 端向信号接收端发送信号;

信号发射端可以通过红外线或者电磁波向信号 接收端发送信号。 S102: 信号接收端接收信号发送端发送的信号, 根据该信号检测得出功 率传输参数信息 , 并将检测得到的功率传输参数信息发送给接收 端控制器; 其中功率传输参数信息是非接触式变压器在工 作状态下时, 发射线圈和 接收线圈之间的功率传输参数信息。 但在其他实施例中, 也可以是非工作状 态下进行检测。

功率传输参数信息包括发射线圈和接收线圈之 间的气隙和 /或错位信息。 气隙参数可以是非接触式变压器的气隙大小, 如图 3中的 c。错位信息包括轴 向错位大小和幅向错位大小, 如图 3中的 a,b。

步骤 S103 : 接收端控制器接收到功率传输参数信息后, 将该功率传输参 数信息转发给发射端控制器;

步骤 S104: 接收端控制器根据功率传输参数信息对功率接 收端电路的工 作参数进行调节, 其中工作参数包括频率参数和 /或相角参数。

步骤 S105: 发射端控制器根据功率传输参数信息对功率发 射端电路的工 作参数进行调节, 工作参数包括频率参数和 /或相角参数。

需要说明的是, 上述调节方法中步骤 S103、 S104和 S105的顺序可以不 同。

实施例二

在本实施例中,检测装置的信号发射端安装在 非接触式变压器的接收端, 信号接收端安装在非接触式变压器的发送端。

如图 4所示, 本实施二中的非接触式变压器的调节方法包括 :

步骤 S201 : 当非接触式变压器处于工作状态下时, 检测装置的信号发射 端向信号接收端发送信号;

S202: 信号接收端接收信号发送端发送的信号, 根据该信号检测得出功 率传输参数信息 , 并将检测得到的功率传输参数信息发送给发射 端控制器; 其中功率传输参数信息是非接触式变压器在工 作状态下时, 发射线圈和 接收线圈之间的功率传输参数信息, 功率传输参数信息包括发射线圈和接收 线圈之间的气隙和 /或错位信息。

步骤 S203: 发射端控制器接收到功率传输参数信息后, 将该功率传输参 数信息转发给接收端控制器;

步骤 S204: 接收端控制器根据功率传输参数信息对功率接 收端电路的工 作参数进行调节, 其中工作参数包括频率参数和 /或相角参数;

步骤 S205: 发射端控制器根据功率传输参数信息对功率发 射端电路的工 作参数进行调节, 工作参数包括频率参数和 /或相角参数。

同样, 上述调节方法中步骤 S203、 S204和 S205的顺序可以不同。

相应的, 如图 5所示, 本实施例二提供一种非接触式变压器的调节系 统, 包括非接触式变压器和检测装置 2, 其中非接触式变压器包括发射端 11和接 收端 12, 发射端 11包括发射线圈 111、 功率发射端电路 112和发射端控制器 113 ,接收端 12包括接收线圈 121、功率接收端电路 122和接收端控制器 123。。

可选地, 本实施例二中提供的检测装置 2包括: 信号发射端 21 : 信号发射端 21安装在非接触式变压器的接收端 12, 信号接收端 22: 信号接收端 22安装在非接触式变压器的发射端 11。 信号接收端 22根据信号发射端发射 21的信号, 检测得到功率传输参数 信息, 信号接收端 22 将检测得到的功率传输参数信息发送给发射端 控制器 113 , 再由发射端控制器 113转发给接收端控制器 123。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的 全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成, 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中, 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地, 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现, 相应地, 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现, 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的可选实施例而已, 并不用于限制本发明, 对于本 领域的技术人员来说, 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和 原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护 范围之内。

工业实用性

上述方案根据非接触式变压器工作状态下检测 到的气隙参数和错位参 数, 调节功率电路的工作参数设置, 从而控制系统工作在可选参数区间, 有 效地提高传输效率。 因此具有较强的工业实用性。