[發(fā)明專利]一種無線充電系統(tǒng)多負(fù)載參數(shù)辨識(shí)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011484877.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN112578184B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李芳;劉志孟;王麗芳;陶成軒;張志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): G01R27/02
• 分類號(hào): G01R27/02;G01R19/00;H02J7/00;H02J50/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種無線充電系統(tǒng)多負(fù)載參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，包括：

獲取無線充電系統(tǒng)的電路信息；所述無線充電系統(tǒng)包括依次連接的直流電源、逆變器、發(fā)射側(cè)補(bǔ)償電感、發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容、發(fā)射側(cè)串聯(lián)補(bǔ)償電容、無線能量發(fā)射線圈、無線能量接收線圈、整流橋和負(fù)載；所述電路信息包括所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓、所述無線能量發(fā)射線圈中的電流及所述無線充電系統(tǒng)的特性參數(shù)；

對所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓和所述無線能量發(fā)射線圈中的電流進(jìn)行傅里葉變換，得到變換后的數(shù)據(jù)；所述變換后的數(shù)據(jù)包括所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓基波、所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓三次諧波、所述無線能量發(fā)射線圈中的電流基波和所述無線能量發(fā)射線圈中的電流三次諧波；

根據(jù)所述變換后的數(shù)據(jù)確定所述整流橋的輸入電流基波和所述整流橋的輸入電流三次諧波，根據(jù)所述整流橋的輸入電流基波、所述整流橋的輸入電流三次諧波、所述變換后的數(shù)據(jù)和所述特性參數(shù)計(jì)算所述負(fù)載的電流，具體公式為：

其中，I_{e_f}為所述整流橋的輸入電流基波，I_{e_3rd}為所述整流橋的輸入電流三次諧波，U_{p2_f}為所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓基波，U_{p2_3rd}為所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓三次諧波，I_{coil_f}為所述無線能量發(fā)射線圈中的電流基波，I_{coil_3rd}為所述無線能量發(fā)射線圈中的電流三次諧波，ω為所述無線充電系統(tǒng)工作的角頻率，M為所述無線能量發(fā)射線圈和所述無線能量接收線圈之間的互感，R_p1為所述發(fā)射側(cè)串聯(lián)補(bǔ)償電容的內(nèi)阻，R₁為所述無線能量發(fā)射線圈的內(nèi)阻，C_p1為測量得到的所述發(fā)射側(cè)串聯(lián)補(bǔ)償電容容值，L₁為測量得到的所述無線能量發(fā)射線圈自感值，I_b為所述負(fù)載的電流，θ為角度積分變量；

當(dāng)所述整流橋的輸入電流連續(xù)時(shí)，根據(jù)所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓、所述無線能量發(fā)射線圈中的電流和所述特性參數(shù)計(jì)算所述整流橋的等效輸入阻抗，具體公式為：

其中，R_{e_x}為所述整流橋的輸入阻抗的實(shí)部，L_{e_x}為所述整流橋的輸入阻抗的等效電感，所述實(shí)部與所述等效電感之和為所述等效輸入阻抗，θ_x為所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓和所述無線能量發(fā)射線圈中電流的夾角，ω為所述無線充電系統(tǒng)工作的角頻率，M為所述無線能量發(fā)射線圈和所述無線能量接收線圈之間的互感，R_p1為所述發(fā)射側(cè)串聯(lián)補(bǔ)償電容的內(nèi)阻，R₁為所述無線能量發(fā)射線圈的內(nèi)阻，R₂為所述無線能量接收線圈的內(nèi)阻，U_{p2_x}為所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容上的電壓，I_{coil_x}為所述無線能量發(fā)射線圈中的電流，L₁為測量得到的所述無線能量發(fā)射線圈的自感值，L₂為測量得到的所述無線能量接收線圈的自感值，C_p1為測量得到的所述發(fā)射側(cè)串聯(lián)補(bǔ)償電容容值，C為第一中間參數(shù)，D為第二中間參數(shù)；

根據(jù)所述整流橋的輸入電流基波、所述整流橋的等效輸入阻抗，得到所述整流橋的輸入電壓基波，根據(jù)所述整流橋的輸入電壓基波計(jì)算所述負(fù)載的電壓；

根據(jù)所述負(fù)載的電流和所述負(fù)載的電壓計(jì)算所述負(fù)載的電阻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電系統(tǒng)多負(fù)載參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，所述對所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓和所述無線能量發(fā)射線圈中的電流進(jìn)行傅里葉變換，具體包括：

采用快速傅里葉變換芯片對所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓和所述無線能量發(fā)射線圈中的電流進(jìn)行快速傅里葉變換分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電系統(tǒng)多負(fù)載參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，所述對所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓和所述無線能量發(fā)射線圈中的電流進(jìn)行傅里葉變換，具體包括：

采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和現(xiàn)場可編程邏輯門陣列對所述發(fā)射側(cè)并聯(lián)補(bǔ)償電容的電壓和所述無線能量發(fā)射線圈中的電流快速傅里葉變換分析。