[發明專利]一種電動汽車磁共振式無線充電電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201710089491.5
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106712319B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 康龍云;馮騰;吳璟玥;馮元彬;王則灃
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/02;B60L53/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳宏升

1.一種電動汽車磁共振式無線充電電路，其特征在于：包括基建側部分和車載側部分，基建側包含第一整流濾波電路、高頻逆變電路和一次側串聯諧振電路；車載側包含二次側并聯諧振電路、第二整流濾波電路和DC-DC變換器；

所述第一整流濾波電路的輸入端連接至電網，用于將電網電壓整流成直流電壓；

所述高頻逆變電路的輸入端連接至所述第一整流濾波電路的輸出端，用于將所述第一整流濾波電路輸出的直流電壓逆變為高頻電壓方波；

所述一次側串聯諧振電路的輸入端連接至所述高頻逆變電路的輸出端；

所述二次側并聯諧振電路的輸出端連接至所述第二整流濾波電路的輸入端；

所述第二整流濾波電路的輸入端連接至所述二次側并聯諧振電路的輸出端，用于將所述二次側并聯諧振電路輸出的交流電壓整流成直流電壓；

所述DC-DC變換器的輸入端連接至所述第二整流濾波電路，用于將所述第二整流濾波電路的直流輸出電壓變換成車載動力電池充電所需的額定電壓；

所述一次側串聯諧振電路與二次側并聯諧振電路對稱設置，通過耦合實現電能的無線傳輸；

所述一次側串聯諧振電路包括依次串聯連接的發射線圈L₁和交流電容C₁，連接至高頻逆變電路的輸出端；所述二次側并聯諧振電路包括并聯連接的接收線圈L₂和電子電容電路；連接至第二整流濾波電路的輸入端；所述發射線圈L₁與所述接收線圈L₂通過高頻磁共振方式，電能從發射線圈L₁傳遞到接收線圈L₂，所述一次側發射線圈L₁與二次側接收線圈L₂對稱設置，通過耦合實現電能的無線傳輸；

所述電子電容電路包括第一MOSFET開關管、第二MOSFET開關管、第三MOSFET開關管、第四MOSFET開關管和直流電容C₂；其中，第一MOSFET開關管的漏極與直流電容C₂的正極相連，第一MOSFET開關管的源極與第三MOSFET開關管的漏極相連；第二MOSFET開關管的漏極與直流電容C₂的正極相連，第二MOSFET開關管的源極與第四MOSFET開關管的漏極相連；第三MOSFET開關管的源極與直流電容C₂的負極相連；第四MOSFET開關管的源極與直流電容C₂的負極相連。

2.根據權利要求1所述電動汽車磁共振式無線充電電路，其特征在于：電子電容電路的兩端分別從第一MOSFET開關管的源極和第二MOSFET開關管的源極引出；

第一MOSFET開關管的源極連接至第二整流濾波電路的正輸入端和接收線圈L₂一端，第二MOSFET開關管的源極連接至第二整流濾波電路的負輸入端和接收線圈L₂另一端。

3.基于權利要求1至2任一權利要求所述電動汽車磁共振式無線充電電路的一種電動汽車磁共振式無線充電電路的控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、根據一次側的發射線圈L₁和交流電容C₁，設置高頻逆變電路初始工作角頻率使得一次側串聯諧振電路工作在諧振狀態；

S2、調節二次側的電子電容電路，使得一次側串聯諧振電路和二次側并聯諧振電路工作在磁共振狀態。

4.根據權利要求3所述電動汽車磁共振式無線充電電路的控制方法，其特征在于：步驟S2中，所述調節二次側的電子電容電路是通過移相角控制法實現的，具體如下：

(1)根據諧振角頻率獲得諧振工作點的電子電容電路的等效電容值C_eq2；根據獲得控制關閉角α；

(2)由鎖相環測得電壓相位，采用移相角控制法控制所述電子電容電路，控制關閉角為α，控制電子電容電路的四個MOSFET開關管。