[發明專利]一種磁耦合共振式智能電路

有效

• 申請號: 201810590340.2
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108667156B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 蔣笑;邢普潤
• 申請（專利權）人: 華智機器股份公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/80
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 劉艷玲

1.一種磁耦合共振式智能電路，其特征在于，包括：原邊電路，包括依次連接的原邊電能變換電路、原邊無功補償電路以及原邊共振電路；副邊電路，包括副邊共振電路以及與副邊共振線圈連接的副邊無功補償以及負載電路；所述原邊電能變換電路包括整流電路以及逆變電路；所述原邊電能變換電路等效成第一二端口網絡，位于第一二端口網絡輸入端的為第一節點，第二節點位于第一二端口網絡的輸出端節點；所述第二節點還為由原邊無功補償電路構成的第二二端口網絡的輸入端節點，第二二端口網絡輸出端節點為第三節點；所述原邊共振電路與副邊共振電路構成第三二端口網絡，所述第三節點也為第三二端口網絡的輸入端節點，所述第三二端口網絡的輸出端節點為第四節點；所述智能電路還包括檢測電路模塊以及控制模塊，所述檢測電路模塊用于在線實時檢測各個節點的電流以及電壓值；所述控制模塊用于對獲取的節點電流、電壓數據進行處理并依據處理結果對電路中的工作頻率以及輸出功率進行調節控制；

所述檢測電路模塊包括用于檢測節點各電壓以及電流的電壓、電流檢測單元以及用于獲取各節點電壓、電流信號的過零時刻的過零檢測單元；

所述控制模塊包括頻率控制單元、反射阻抗計算單元以及輸出功率控制單元；所述頻率控制單元用于調節電路的工作頻率，使得其跟隨原副邊之間共振電路的諧振頻率；所述反射阻抗計算單元用于計算副邊電路對原邊電路的等效阻抗；所述輸出功率控制單元用于根據原邊電路中的流經第三節點的功率來調節控制輸出功率；

所述反射阻抗計算單元通過檢測第二節點處的電壓、電流以及其相差的相位差角，實時計算反射阻抗，具體有：

(1)電壓、電流檢測單元設定采樣周期，在一個采樣周期對第二節點的電壓、電流值進行采樣；

(2)將在第二節點檢測到的電壓電流送入過零檢測單元，獲取第二節點的電壓過零的時刻t_a；獲取第二節點處電流過零的時刻t_b；根據第二節點電壓電流的頻率計算出偏移相位角θ，計算公式為θ＝w×(|t_b-t_a|)；w為第二節點處電壓、電流的角頻率；

(3)依據原邊采集到的電氣參數以及原邊無功補償電路以及原邊共振電路的內阻，計算副邊對原邊的反射阻抗：

式中，Z_r為副邊電路對原邊電路的反射阻抗，V₂為第二節點在一個采樣周期內電壓的有效值；I₂為第二節點在一個采樣周期內電流的有效值；I_2mah為第二節點在一個采樣周期內電流的最大值；θ為偏移相位角；I_w為在一個采樣周期內流過原邊無功補償電路以及原邊共振電路內經阻抗變換的內阻的電流的有效值；r_p為原邊無功補償電路以及原邊共振電路內經阻抗變換的內阻；I_p為在采樣周期內流經原邊共振電路的電流的有效值；I_pmah為原邊共振電路的電流在一個采樣周期內電流的最大值。

2.根據權利要求1所述的一種磁耦合共振式智能電路，其特征在于，所述整流電路采用全波整流電路，用于輸出電壓恒定，電流大于零且為半正弦波的直流。

3.根據權利要求1所述的一種磁耦合共振式智能電路，其特征在于，所述逆變電路采用全橋逆變電路，用于穩態運行時，產生電壓、電流同步變化的交流。

4.根據權利要求1所述的一種磁耦合共振式智能電路，其特征在于，所述原邊無功補償電路采用T形補償電路，包括第一電感，第二電感以及中間電容；所述第一電感與第二電感串聯，所述中間電容的一端連接在第一電感與第二電感之間。