[發明專利]串聯諧振型無線功率傳輸系統的電磁干擾預測方法

有效

• 申請號: 201710035102.0
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106712317B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 祁鶴媛;陳文潔;沙意林;陳希亮;肖天鸞
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種串聯諧振型無線功率傳輸系統的電磁干擾預測方法，目的在于，對系統進行電磁干擾預測，直觀的反映出系統電磁干擾的嚴重程度，并在搭建試驗平臺前對系統參數與模型進行優化，降低其電磁干擾，所采用的技術方案為：首先確定系統參數，然后建立系統電磁干擾模型，添加系統寄生參數，其次分析不同耦合系數對無線功率傳輸系統工作狀態的影響，再次分析不同耦合系數對系統電磁干擾模型的影響，最后仿真計算不同耦合系數下輸出側共模干擾信號時域與頻域波形，根據時域與頻域波進行分析，為實際系統電磁干擾抑制提供指導。

技術領域

本發明屬于電力電子電磁干擾研究領域，具體涉及一種串聯諧振型無線功率傳輸系統的電磁干擾預測方法。

背景技術

相比于通過金屬導線進行能量傳輸的方式，無線功率傳輸不但沒有其傳輸介質容易老化損耗、傳輸過程中摩擦產生火花影響設備使用壽命和用電安全的弊端，反而具有便捷、耐用、特殊場合也可適用等優勢。因此，在移動終端和電動汽車的充電、體內植入的醫療設備的供電等方面具有廣大應用前景，其電磁干擾問題也在工程實際中越顯重要。

為了對無線功率傳輸系統的電磁干擾進行研究，國內外相關學者也提出一些解決辦法。已公開的發明專利《用于控制無線功率傳輸系統中的干擾的方法和設備》發明了一種功率傳輸單元(PTU)的干擾控制方法，可以確定PTU是否處于發生鄰近PTU的干擾環境中以及響應于確定的結果是PTU處于所述干擾環境中，最終控制鄰近PTU和功率接收單元(PRU)中的任意一個或兩個的通信參數。已公開的發明專利《用于無線功率傳輸系統的諧波消減設備》設計了一種耦合在開關網絡和發送器線圈之間的諧波消減設備的裝置,此諧波消減設備被配置為對至少一個頻率分量進行衰減。

以上專利中提及的控制方法和消減設備是目前為數不多的針對無線功率傳輸系統的電磁干擾問題的專利，但是這些方法都只能在系統建立完成后進行電磁干擾抑制、消減與控制，無法對系統本身進行修改調整。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提出一種串聯諧振型無線功率傳輸系統的電磁干擾預測方法，在串聯諧振型無線功率傳輸系統建立之前，能夠對系統進行電磁干擾預測，能夠直觀的反映出系統電磁干擾的嚴重程度，并在搭建試驗平臺前對系統參數與模型進行優化，降低其電磁干擾。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案為：包括以下步驟：

1)確定系統參數：包括串聯諧振型無線功率傳輸系統的輸入電壓U、諧振頻率f、發射側諧振電感L₁與發射側諧振電容C₁、接收側諧振電感L₂與接收側諧振電容C₂、線圈耦合系數k、負載R；

2)建立系統電磁干擾模型，添加系統寄生參數；

3)分析不同線圈耦合系數對無線功率傳輸系統工作狀態的影響；

4)根據步驟3)的結果分析不同線圈耦合系數對系統電磁干擾模型的影響；

5)仿真計算不同線圈耦合系數下輸出側共模干擾信號的時域和頻域波形；

6)根據仿真結果對共模干擾信號進行抑制。

所述步驟1)中發射側諧振電感L₁和接收側諧振電感L₂為固定值，發射側諧振電容C₁和接收側諧振電容C₂根據諧振條件計算：