[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

本發明提供了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，其中相位檢測電路包括分壓電阻、雙向齊納二極管、比較器、隔離器、與門、單刀雙擲模擬開關以及RC濾波器。無線電能傳輸系統的一次側電容上的電壓經分壓電阻轉換為小幅值信號后輸入到比較器產生方波，通過隔離器后的方波信號和控制器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，該信號通過單刀雙擲模擬開關以及RC濾波電路，將相位信息調制到直流電壓信號上。參數計算程序基于相位檢測電路得到的直流電壓信號，可以計算出電磁耦合裝置中的相角、阻抗以及互感等參數。本發明具有簡單高效、成本低、電路可靠、不易受干擾等優點。

技術領域

本發明涉及的是一種電力電子變換器技術領域，具體是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。

背景技術

對于目前廣泛應用的無線電能傳輸系統，耦合線圈的互感非常重要。而要獲得耦合線圈的互感參數，首先要測量一次側電壓電流的相位差。傳統相位測量方法一般是通過測量兩個信號的時間間隔除以周期來得到相位差：兩個同頻率信號通過比較器轉換成數字信號，利用計數器測量兩個數字信號的時間間隔，將此時間間隔除以周期乘以360°即可得到相位差。該方法受限于計數器的頻率，測量高頻信號的相位差時會產生較大誤差。因此為了獲得無線電能傳輸系統的互感，需要對現有的高頻信號相位檢測技術進行改進。

經過對現有技術的檢索發現，發明專利“高頻信號相位差測量方法”(CN03543333A)公開了一種高頻信號相位測量方法。該發明采用頻率測量電路獲得高頻信號的頻率。采用微控制器電路對數字正交信號發生電路進行設置，輸出與高頻信號頻率相同的正弦信號和余弦信號，采用兩路解調器分別對高頻信號進行解調，采用4路同步采集電路對4路下變頻信號同步采樣，順序量化，最后通過計算完成高頻信號相位差的測量。

現有的相位檢測和互感估算方法一方面難以滿足高頻信號的精度要求，另一方面檢測過程繁瑣，成本較高。因此，目前階段十分需要一種無線電能傳輸系統的參數信息檢測方法，同時具備簡單高效、成本低廉等優勢。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供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，基于相位檢測電路得到的直流電壓信號，可以準確地計算出無線電能傳輸系統中的相角、阻抗以及互感等參數值。

本發明是根據以下技術方案實現的：

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。