[發明專利]一種無線電能傳輸系統的相位檢測電路以及參數信息檢測方法

有效

• 申請號: 201810077812.4
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108318738B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 劉鑫;徐詩卉;蔡子琨;楊喜軍;金楠;唐厚君
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00;G01R27/02;G01R27/26
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種無線電能傳輸系統的相位檢測電路，其特征在于，包括：兩個分壓電阻R3和R4、雙向齊納二極管BZD、比較器CMP、隔離器ISO、與門AND、單刀雙擲模擬開關SPDT、RC濾波器，其中第一分壓電阻R3的一端作為電路輸入正極，另一端與第二分壓電阻R4的一端、雙向齊納二極管BZD的一端、比較器CMP的一個輸入端相連；第二分壓電阻R4的另一端與雙向齊納二極管BZD的另一端、比較器CMP的另一個輸入端相連，形成電路輸入負極；比較器CMP的輸出端與隔離器ISO的輸入端相連，隔離器ISO的輸出端與與門AND的一個輸入端相連；與門AND的另一個輸入端作為PWM信號的輸入端，與門AND的輸出端與單刀雙擲模擬開關SPDT的輸入端相連，單刀雙擲模擬開關SPDT的輸出端與RC濾波器的輸入端相連；

所述無線電能傳輸系統包括四個電容C0-C3，八個功率MOSFET Q1-Q8，電阻RL，兩個線圈L1、L2，線圈內阻R1和R2，第一個電容C0的一端與功率MOSFET Q1的漏極、功率MOSFET Q3的漏極相連，形成電路輸入端的正極，第一個電容C0的另一端與功率MOSFET Q2的源極、功率MOSFET Q4的源極相連，形成電路輸入端的陰極；功率MOSFET Q1的源極、功率MOSFET Q2的漏極、線圈L1的一端相連；功率MOSFET Q3的源極與功率MOSFETQ4的漏極、電容C1的一端相連；線圈L1的另一端與電容C1的另一端相連；線圈L2的一端與電容C2的一端相連；線圈L2的另一端與功率MOSFET Q5的源極、功率MOSFET Q6的漏極相連；電容C2的另一端與功率MOSFET Q7的源極、功率MOSFET Q8的漏極相連；功率MOSFET Q5的漏極與功率MOSFET Q7的漏極、電容C3的一端、電阻RL的一端相連；功率MOSFET Q6的源極與功率MOSFET Q8的源極、電容C3的另一端、電阻RL的另一端相連；

所述無線電能傳輸系統的一次側電容上的電壓經分壓電阻R3和R4轉換為小幅值信號后輸入到比較器CMP，產生的方波通過隔離器ISO后，和數字信號處理器DSP控制產生的與一次側基波電壓同相的PWM波相與得到相位檢測信號，該檢測信號的信息通過單刀雙擲模擬開關SPDT以及RC濾波器裝置后被調制到一個直流電壓信號上。

2.根據權利要求1所述的一種無線電能傳輸系統的相位檢測電路，其特征在于，輸入直流電源Vin經過由四個功率MOSFET Q1-Q4組成的單相橋式電路逆變成交流電V1，一次側線圈L1與電容C1串聯。二次側線圈L2與電容C2串聯，經過由四個功率MOSFET Q5-Q8組成的整流電路形成輸出電壓V0，作用于負載RL。

3.一種無線電能傳輸系統的參數信息檢測方法，根據權利要求1-2任一項所述的相位檢測電路實現的，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將一次側橋臂相角α、二次側橋臂相角β、二次側電壓電流相位差電阻R2各項參數初始化；

步驟二：基于同步電路和相位檢測電路對輸入電壓Vin、輸入電流Iin、輸出電壓V0、輸出電流I0和相位調制電壓Vphase進行采樣；

步驟三：計算一次側電壓電流相位差θ、負載阻抗RL；

步驟四：計算等效電阻Re、等效電抗Xe；

步驟五：估算二次側多余阻抗X2和互感M，完成無線電能傳輸系統的互感估算。