[發(fā)明專利]基于無線電能傳輸系統(tǒng)的功率因素校正的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310156429.5
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN104124863B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李聃;龍海岸;孫偉;鄢海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 海爾集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心;海爾集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): H02M1/42
• 分類號(hào): H02M1/42
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馬曉亞

本發(fā)明公開了一種基于無線電能傳輸系統(tǒng)的功率因素校正的方法及系統(tǒng)，所述方法包括：將輸入的市電整流為正弦單向脈沖電壓，并對所述正弦單向脈沖電壓進(jìn)行逆變處理，將逆變處理后的電壓作為無線電能發(fā)射器的諧振電路的開關(guān)電源；把開關(guān)電源的開關(guān)頻率與諧振電路的諧振頻率調(diào)整成一致，使諧振電路工作在諧振狀態(tài)。本發(fā)明提高了無線電能發(fā)射器的功率因素，降低無線電能傳輸產(chǎn)品對電網(wǎng)諧波的污染。同時(shí)使得線電能傳輸系統(tǒng)的電路體積小、成本較低且無噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線電能傳輸領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無線電能傳輸系統(tǒng)的功率因素校正的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

PFC（Power Factor Correction，功率因數(shù)校正）指的是有效功率除以總耗電量（視在功率）的比值，功率因素可以衡量電能被有效利用的程度，當(dāng)功率因素值越大，代表其電能利用率越高。

無線電能傳輸系統(tǒng)包括無線電能發(fā)射單元和無線電能接收單元，無線電能接收單元通過無線電能發(fā)射單元產(chǎn)生的磁場進(jìn)行耦合，由拾取線圈將磁場能轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)非接觸式電能傳輸。由于無線電能發(fā)射單元與市電相接，為了減少無線電能傳輸產(chǎn)品對電網(wǎng)諧波的污染，因此要提高無線電能發(fā)射器的功率因素。

PFC電路用于提高功率因數(shù)，傳統(tǒng)的PFC電路分為被動(dòng)式（無源）PFC電路和主動(dòng)式（無源）PFC電路，一般采用電感補(bǔ)償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)。被動(dòng)式PFC結(jié)構(gòu)較為簡單，功率因數(shù)只能達(dá)到0.7～0.8，但體積較大，結(jié)構(gòu)笨重，工作時(shí)常會(huì)產(chǎn)生較大的噪音。主動(dòng)式PFC電路由高頻電感、開關(guān)管和電容等元件構(gòu)成，通過專用IC（即集成電路）去調(diào)整電流的波形，對電流電壓間的相位差進(jìn)行補(bǔ)償，功率因數(shù)可達(dá)0.98以上，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的一種基于無線電能傳輸系統(tǒng)的功率因素校正的方法及系統(tǒng)，使得無線電能傳輸系統(tǒng)的功率因素校正的成本較低、體積較小且無噪音。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面在于提供了一種基于無線電能傳輸系統(tǒng)的功率因素校正的方法，包括：

將輸入無線電能發(fā)射器的市電整流為正弦單向脈沖電壓，并對所述正弦單向脈沖電壓進(jìn)行逆變處理后作為無線電能發(fā)射器的諧振電路的開關(guān)電源；所述諧振電路包括設(shè)置在發(fā)射線圈前端的補(bǔ)償電路和所述發(fā)射線圈；

將開關(guān)電源的開關(guān)頻率與諧振電路的諧振頻率調(diào)整成一致，使諧振電路工作在諧振狀態(tài)或準(zhǔn)諧振狀態(tài)。

其中，所述將開關(guān)電源的開關(guān)頻率與諧振電路的諧振頻率調(diào)整成一致，使所述諧振電路工作在諧振狀態(tài)具體為：

采集發(fā)射線圈的電壓過零信號(hào)，得出所述諧振電路的諧振頻率；

控制所述開關(guān)電源的開關(guān)頻率跟蹤所述諧振電路的諧振頻率，當(dāng)所述開關(guān)電源的開關(guān)頻率與所述諧振電路的諧振頻率一致時(shí)，鎖定所述開關(guān)電源的開關(guān)頻率，使所述諧振電路工作在諧振狀態(tài)。

其中，所述將開關(guān)電源的開關(guān)頻率與諧振電路的諧振頻率調(diào)整成一致，使所述諧振電路工作在準(zhǔn)諧振狀態(tài)具體為：

獲取所述開關(guān)電源的開關(guān)頻率；

調(diào)整諧振電路的電路元件的參數(shù)，使所述諧振電路的諧振頻率與所述開關(guān)電源的開關(guān)頻率一致，使所述諧振電路工作在準(zhǔn)諧振狀態(tài)。

其中，所述將開關(guān)電源的開關(guān)頻率與諧振電路的諧振頻率調(diào)整成一致，使所述諧振電路工作在準(zhǔn)諧振狀態(tài)具體為：

根據(jù)諧振電路的電路元件的參數(shù)計(jì)算出所述諧振電路的諧振頻率；

設(shè)定所述開關(guān)電源的開關(guān)頻率使其與所述諧振電路的諧振頻率一致，使所述諧振電路工作在準(zhǔn)諧振狀態(tài)。

其中，所述補(bǔ)償電路包含一諧振電容；