[發明專利]故障保護方法及其適用的無線電能傳輸裝置

有效

• 申請號: 201810031348.5
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN110034539B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 杜帥林;廖永愷;董慨;章進法
• 申請（專利權）人: 泰達電子股份有限公司
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李昕巍;章侃銥

本發明提供一種適用于無線電能傳輸裝置的故障保護方法，無線電能傳輸裝置包含發射單元及接收單元，發射單元將輸入直流電轉換為逆變交流電，接收單元包含主功率線路及輸出電容，故障保護方法包含步驟：首先，于無線電能傳輸裝置開始運作時，若接收單元檢測其自身處于異常狀態，則將主功率線路短路，接著，檢測逆變交流電壓與逆變交流電流之間的相位關系，產生相位判斷信號，以及檢測逆變交流電流的幅值，并依據檢測結果及預設電流閾值，產生過流判斷信號，并藉此產生故障信號，以控制無線電能傳輸裝置停止運作。

技術領域

本發明涉及一種故障保護方法及其適用的無線電能傳輸裝置，特別涉及一種在無線電能傳輸裝置的接收單元處于異常狀態時，對無線電能傳輸進行快速保護的故障保護方法及其適用的無線電能傳輸裝置。

背景技術

隨著科技的不斷發展與進步，無線電能傳輸技術得到了越來越多的關注和應用，尤其在某些特定應用環境下，無線電能傳輸技術與傳統電纜供電方式相比，可提高供電的可靠性、便捷性、安全性以及自動化程度，而針對無線電能傳輸裝置，能否在無線電能傳輸裝置發生故障時進行快速保護，自然成為一門重要的課題。

由于對無線電能傳輸裝置的保護需通過無線電能傳輸裝置的發射單元的操作來實現，且無線電能傳輸裝置的發射單元與接收單元相隔一定的物理距離，因此在接收單元發生故障時，現有故障保護方法便利用下列三種方式來對無線電能傳輸裝置進行保護。第一種現有故障保護方法為無線電能傳輸裝置的接收單元經由無線通信將故障信號傳遞至無線電能傳輸裝置的發射單元，使發射單元依據故障信號進行調整，藉此保護無線電能傳輸裝置。第二種現有故障保護方法為于無線電能傳輸裝置的接收單元并聯主動失諧電容陣，以于接收單元發生故障時輸出對應的電容值使電路失諧，故發射單元便通過電壓電流過零點的時差得知接收單元的故障，進而進行調整以保護無線電能傳輸裝置。第三種現有故障保護方法為于接收單元額外設置電子元件，以于接收單元發生故障時使接收單元的繞組短路，從而使發射單元的繞組的電流增加，因此發射單元可通過檢測到發射單元的繞阻的電流增加，而得知接收單元的故障，并進行調整以保護無線電能傳輸裝置。

然而，上述第一種現有故障保護方法由于需經由無線通信傳輸故障信號，因此對無線電能傳輸裝置進行保護的反應速度受限于無線通信的傳輸速度，故常因無線通信的延時而無法實時的對無線電能傳輸裝置進行保護，此外在無線通信受到干擾時，更嚴重影響對無線電能傳輸裝置的保護。而上述第二種現有故障保護方法僅適用于電壓與電流某些特定的工作狀態，不但有其局限性，且須搭配多組雙向開關來使用，導致成本提高，且控制較為復雜不易。至于上述第三種現有故障保護方法則僅適用于接收單元的繞組短路后，發射單元的繞組的電流增加的工作狀態，故第三種現有故障保護方法相似于第二種現有故障保護方法而皆無法適用于所有工作狀態下的故障情形，同樣具有局限性。

因此，如何發展一種可改善上述現有技術的故障保護方法及其適用的無線電能傳輸裝置，實為目前迫切的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種故障保護方法及其適用的無線電能傳輸裝置，使得無線電能傳輸裝置的接收單元發生故障時，無線電能傳輸裝置處于任一工作狀態，無線電能裝置的發射端皆可通過檢測得知故障的情形，并實現對無線電能傳輸裝置的快速保護。

為達上述目的，本發明提供一種適用于無線電能傳輸裝置的故障保護方法，無線電能傳輸裝置包含發射單元及接收單元，發射單元接收輸入直流電，且包含開關逆變電路，開關逆變電路將輸入直流電轉換為逆變交流電，逆變交流電包含逆變交流電壓及逆變交流電流，接收單元包含主功率線路，故障保護方法包含步驟：

(a)于無線電能傳輸裝置開始運作時，接收單元檢測其自身是否處于異常狀態，若檢測結果為是，將接收單元的主功率線路短路；

(b)發射單元檢測逆變交流電壓與逆變交流電流之間的相位關系，以及逆變交流電流的幅值；

(c)根據逆變交流電壓與逆變交流電流之間的相位關系，產生相位判斷信號；