[發(fā)明專利]DC-AC轉(zhuǎn)換器的控制方法及接地組件和無線電力傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611272546.8
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106849301B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李宇寧;成玄旭;崔奎英
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H02J50/12;H02M3/335
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本發(fā)明公開了DC?AC轉(zhuǎn)換器控制方法，接地組件和使用其的無線電力傳輸方法。用于控制無線電力傳輸用接地組件的DC?AC轉(zhuǎn)換器的方法，其中DC?AC轉(zhuǎn)換器包括在電源和初級線圈之間設(shè)置為橋式電路形式的第一、第二、第三和第四開關(guān)，該方法可包括：檢測在DC?AC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓信號的上升沿流經(jīng)初級線圈的電流；確定是否電流的強(qiáng)度處于落入預(yù)定參考范圍內(nèi)的負(fù)電平；以及響應(yīng)于確定電流未處于負(fù)電平，改變DC?AC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及無線電力傳輸系統(tǒng)，更具體地說，涉及控制DC-AC轉(zhuǎn)換器的方法，使用其的接地組件，以及使用其的無線電力傳輸方法。

背景技術(shù)

由于環(huán)境污染和石油能量枯竭，世界范圍內(nèi)正在對環(huán)保電動車輛(EV)展開研究。隨著對EV和插電式混合動力車輛(PHEV)的需求和研發(fā)的增多，用于高壓電池充電的車載充電器(OBC)成為汽車工業(yè)中的重要元件。同時，代替使用連接器的傳導(dǎo)充電，用于不用連接器來對高壓電池充電的無線電力傳輸(WPT)技術(shù)已被引入。

在用于EV充電的無線充電系統(tǒng)中，初級盤和次級盤在等效電路中可被建模為變壓器。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器變壓器相比，由于初級盤和次級盤之間的空氣隙很大，因此耦合系數(shù)相對較低。也就是說，由于磁化電感遠(yuǎn)大于漏電感，可能會變得難以傳遞電力至輸出。因此，通常使用這樣一種方法，其中至少一個電容器被施加給初級盤和次級盤以使得盤間的諧振由盤的電感和電容引起。

通常，移相全橋轉(zhuǎn)換器被用作用于無線電力傳輸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器，其連接至初級盤的前端。此外，零電壓開關(guān)(ZVS)技術(shù)被用來改善轉(zhuǎn)換器的效率。設(shè)計該轉(zhuǎn)換器以通過使用初級和次級盤的電容來實現(xiàn)ZVS并不太難。

然而，在無線充電期間，初級和次級盤之間的未對準(zhǔn)、盤(pad)和電容器的制造公差、以及其不同特性可能會破壞其諧振。同樣的，由于該原因，流經(jīng)轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的反向電流可能會大量產(chǎn)生，轉(zhuǎn)換器的ZVS可能不能得到保證，并且無線電力傳輸系統(tǒng)的效率可能會迅速下降。

同時，具有大載流量的開關(guān)應(yīng)當(dāng)被使用以應(yīng)對反向電流。此外，如果ZVS得不到保證，由硬開關(guān)引起的電磁干擾(EMI)的增加將需要附加的濾波器用來減少EMI，由此增大了整個系統(tǒng)的體積和材料成本。

發(fā)明內(nèi)容

由此，本公開的典型實施例被提供以充分地消除由相關(guān)技術(shù)的限制和缺點(diǎn)引起的一個或多個問題。

本公開的典型實施例提供一種直流至交流(DC-AC)轉(zhuǎn)換器，其能夠最小化流經(jīng)開關(guān)的反向電流并且即使是在無線電力傳輸系統(tǒng)或無線充電系統(tǒng)中存在初級和次級盤之間的未對準(zhǔn)和/或盤和電容器的制造公差時也能保證ZVS。

本公開的典型實施例還提供一種接地組件，其通過使用上述DC-AC轉(zhuǎn)換器提供高的效率和性能。

本公開的典型實施例還提供一種無線電力傳輸方法，通過使用該DC-AC轉(zhuǎn)換器其能夠增強(qiáng)無線電力傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

為了達(dá)到上述目的，本公開的一個方面提供一種用于無線電力傳輸?shù)慕拥亟M件的直流至交流(DC-AC)轉(zhuǎn)換器的控制方法，該轉(zhuǎn)換器包括在電源和初級線圈之間設(shè)置為橋式電路形式的第一、第二、第三和第四開關(guān)。該方法可包括在DC-AC轉(zhuǎn)換器輸出電壓信號的上升沿檢測流經(jīng)初級線圈的電流；確定檢測到的電流是否為落入預(yù)定參考范圍內(nèi)的負(fù)電平；以及響應(yīng)于確定該電流不是落入預(yù)定參考范圍內(nèi)的負(fù)電平，改變DC-AC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。

同樣的，在確定中，可以確定檢測到的電流是否為未落入預(yù)定參考范圍內(nèi)的過大負(fù)電平。

在此，響應(yīng)于確定檢測到的電流為過大負(fù)電平，可減小DC-AC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。

在此，響應(yīng)于確定檢測到的電流為正電平，可增大DC-AC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。

同樣的，在檢測中，可在輸出電壓信號的正脈沖的上升沿檢測流經(jīng)初級線圈的第一電流，并且可在輸出電壓信號的負(fù)脈沖的下降沿檢測流經(jīng)初級線圈的第二電流。