[實用新型]基于DSP鎖相技術的CPT諧振頻率裝置

有效

• 申請號: 201220187824.0
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN202565251U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 徐賀騰;牛王強;孟祥成;徐杰;譚淑云;徐賀飛;呂占民;代小磊;方群芳
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本實用新型涉及諧振頻率裝置，具體涉及基于DSP鎖相技術的CPT諧振頻率裝置。

背景技術

基于磁場耦合的非接觸電能傳輸技術是將耦合器的原、副邊繞組分別繞在不同的鐵心上，實現了在電源和負載之間非機械連接的電磁能量傳遞，但是此技術的缺點之一在于對位移和頻率的穩定性差，一旦出現失諧狀態，效率會急劇下降。針對非接觸電能傳輸領域中實現諧振狀態大多采用模擬鎖相實現頻率跟蹤，本專利利用數字信號處理器(DSP)通過軟件鎖相技術實現頻率跟蹤來達到諧振目的。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型要解決的技術問題是提供基于DSP鎖相技術的CPT(非接觸電能傳輸)諧振頻率裝置，利用DSP實現鎖相不僅可以簡化硬件電路、降低成本，還解決了模擬電路中器件的老化和溫漂等問題，提高了鎖相的精度和速度。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

基于DSP鎖相技術的CPT諧振頻率裝置，主要由電源單元，LC諧振耦合器和頻率跟蹤單元三部分組成，所述頻率跟蹤單元包括數字信號處理器DSP，DSP的PWM輸出端連接功率放大器，所述功率放大器還連接有LC諧振耦合器。

所述DSP的捕獲單元CAP1獲取原邊回路中的電壓信號，捕獲單元CAP2獲取原邊回路中的電流信號。

所述DSP的型號為TMS320F2812。

所述LC諧振耦合器的原邊和副邊線圈的電感、電容對稱設置。

所述DSP產生的PWM波通過二階濾波轉化為正弦波輸入到功率放大器，然后輸出一定功率的正弦信號給LC諧振耦合器，通過DSP產生的PWM波來控制功率放大器的信號輸出頻率。

本實用新型的有益效果是：

1.解決非接觸電能傳輸中對位移和頻率的穩定性差，一旦出現失諧狀態，效率會急劇下降這一問題。

2.采用基于數字信號處理器TMS320F2812的軟件鎖相技術實現非接觸電能系統諧振頻率的跟蹤方法。

3.目前大多采用模擬鎖相技術實現非接觸電能傳輸的頻率跟蹤，與傳統的模擬鎖相相比，利用DSP實現軟件鎖相不僅可以簡化硬件電路、降低成本，還解決了模擬電路中器件的老化和溫漂等問題，提高了鎖相的精度和速度，利用該方法鎖相具有精度高、穩定、快速且簡單易于實現等優點，能很好地實現對CPT系統諧振頻率的實時跟蹤，減少了無功損耗，保證系統電能的高效率傳輸。對非接觸電能傳輸技術的實際應用具有重要的意義。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的鎖相算法示意圖。

圖3是本實用新型的相位差捕獲原理示意圖

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

基于DSP鎖相技術的CPT諧振頻率裝置，主要由電源單元，LC諧振耦合器和頻率跟蹤單元三部分組成，所述頻率跟蹤單元包括數字信號處理器DSP，DSP的PWM輸出端連接功率放大器，所述功率放大器還連接有LC諧振耦合器。

所述DSP的捕獲單元CAP1獲取原邊回路中的電壓信號，捕獲單元CAP2獲取原邊回路中的電流信號。

所述DSP的型號為TMS320F2812。

所述LC諧振耦合器的原邊和副邊線圈的電感、電容對稱設置。

所述DSP產生的PWM波通過二階濾波轉化為正弦波輸入到功率放大器，然后輸出一定功率的正弦信號給LC諧振耦合器，通過DSP產生的PWM波來控制功率放大器的信號輸出頻率。

所述LC諧振耦合器，主要根據電磁感應原理將電源產生的高頻能量從原邊線圈耦合到副邊線圈最終給負載供電。本文中采用原邊和副邊線圈的電感、電容對稱設置，以保證兩線圈同時發生諧振。LC諧振耦合器中兩線圈處于自諧振狀態，能夠保證回路中的無功功率最小，有助于電能的傳遞。

為保證LC諧振耦合器始終處于諧振狀態，可以通過控制DSP輸出PWM波的頻率改變電源輸出信號頻率，以保證原邊回路中電壓與電流同相位，實現諧振頻率的跟蹤。