[發明專利]一種電壓型無線供電系統負載識別方法及系統無效

申請號：	201310482061.1	申請日：	2013-10-15
公開（公告）號：	CN103490527A	公開（公告）日：	2014-01-01
發明（設計）人：	王智慧;孫躍;唐春森;戴欣;蘇玉剛;葉兆虹	申請（專利權）人：	重慶大學
主分類號：	H02J17/00	分類號：	H02J17/00;G01R27/02
代理公司：	重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216	代理人：	余錦曦
地址：	400044 ***	國省代碼：	重慶;85
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種電壓無線供電系統負載識別方法系統
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及IPT（Inductive?Power?Transfer，感應電能傳輸）系統的負載識別技術，具體涉及一種電壓型無線供電系統負載識別方法及系統。

背景技術

IPT技術是基于法拉第電磁感應原理，利用高頻交變磁場實現電能在完全電氣絕緣的電源系統和可移動負載間無線傳輸的一種新型安全的供電技術。該技術已在電動汽車、旋轉用電設備、生物醫療、家電和移動電子設備等領域得到了廣泛的應用。由于IPT系統所帶負載的功率性質和等級跨度大（幾毫瓦到上千瓦），若不對負載的性質和功率大小進行辨識，IPT系統工作的穩定性和可靠性會大大降低。因此，當IPT系統正常工作之前，應對負載的性質和功率容量進行識別，從而進入相應適合于該負載的功率傳輸階段。

由于IPT系統通常具有以下幾個特點，一是包含較多的儲能元件，其階數一般高于3；二是由于系統中包含非線性開關網絡，因此呈現出嚴重的開關非線性；三是，由于IPT系統的工作頻率一般在20-100kHz左右，因此其工作頻率較高。對于高階、非線性和高頻的IPT系統，要進行負載參數識別相當困難，目前，傳統的識別技術主要利用原邊諧振電壓和電流之間的相差來進行負載的識別，需檢測太多的變量，使控制系統非常復雜，較難實現。

對于電壓型IPT系統，若采用無線通信模塊的方式實現負載辨識，由于同時存在功率傳輸和無線通信的高頻磁場，兩者相互的干擾，有可能會使能量傳輸和無線通信的可靠性降低。若采用基于反射阻抗和檢測諧振電壓和電流相位差的辨識方法，理論上雖然能夠精確辨識負載大小，但是實際上，由于要檢測電流峰值，電壓峰值以及兩者的相差，導致硬件電路及其復雜，過多的被檢測量容易影響實際負載識別的精確度。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種電壓型無線供電系統負載識別方法及系統，能夠準確識別IPT系統的負載。

為了實現本發明的上述目的，根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種電壓型無線供電系統負載識別方法，包括如下步驟：

S1：組建電壓型IPT系統，所述電壓型IPT系統由原邊電路和副邊電路組成；

所述原邊電路設置有直流電源、全橋逆變器以及原邊諧振電感Lp和原邊補償電容Cp組成的原邊諧振回路，所述原邊補償電容Cp包括并聯的第一電容C1和第二電容C2，所述第二電容C2由開關S控制實現接通和切斷，所述開關S與控制器相連；

所述副邊電路包括副邊諧振電感Ls、副邊補償電容Cs以及等效負載阻抗Z_L，所述副邊諧振電感Ls、副邊補償電容Cs和等效負載阻抗Z_L三者依次相連組成副邊諧振回路；

所述原邊電路還設置有電流檢測裝置，該電流檢測裝置用于檢測所述原邊諧振電感Lp內的電流；

S2：控制器切斷開關S，僅讓第一電容C1接入原邊電路，直流電源對原邊電路進行直流供電，使所述原邊電路進入諧振狀態；

S3：電流檢測裝置檢測原邊電路的電流并將原邊電路電流的第一有效值與第一工作頻率傳送到所述控制器中；

S4：控制器閉合開關S，使第一電容C1和第二電容C2并聯后接入原邊電路，直流電源對原邊電路進行直流供電，控制器調節逆變器的工作頻率使原邊電路進入諧振狀態；

S5：電流檢測裝置檢測原邊電路的電流并將原邊電路電流的第二有效值與第二工作頻率傳輸到所述控制器中；

S6：控制器根據原邊電路電流的第一有效值、第一工作頻率、第二有效值以及第二工作頻率建立阻抗方程，求取等效負載阻抗Z_L。