[發(fā)明專利]一種磁耦合共振式智能電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810590340.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN108667156B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣笑;邢普潤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華智機(jī)器股份公司
• 主分類號(hào): H02J50/12
• 分類號(hào): H02J50/12;H02J50/80
• 代理公司: 北京華識(shí)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530
• 代理人: 劉艷玲

本發(fā)明提供了一種磁耦合共振式智能電路，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(bǔ)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(bǔ)償以及負(fù)載電路；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(shí)時(shí)檢測電路中的節(jié)點(diǎn)電流以及電壓值；所述控制模塊用于對(duì)獲取的節(jié)點(diǎn)電流、電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并依據(jù)處理結(jié)果對(duì)電路中的工作頻率以及輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。本發(fā)明的磁耦合式智能電路用于電能的傳輸或變換，隨副邊電路變化，該電路調(diào)節(jié)速度快，控制精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能量傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種磁耦合共振式智能電路。

背景技術(shù)

一種基于磁耦合共振的中距離無線能量傳輸技術(shù)得到了國內(nèi)外的高度關(guān)注，它并不向外發(fā)射電磁波，而是在它的周圍形成了一個(gè)非輻射磁場。當(dāng)接收線圈與發(fā)射線圈產(chǎn)生磁共振時(shí)，兩個(gè)線圈之間會(huì)形成一個(gè)非輻射磁場通道，從而通過磁場能到電能的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)中距離的電能傳輸，該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是明顯提高了無線能量傳輸效率和距離。

然而現(xiàn)有技術(shù)中，采用磁耦合共振技術(shù)來進(jìn)行無線電能量變換或傳輸時(shí)，考慮到各類電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各異，無功補(bǔ)償電路各不相同，且副邊由于外接電路或副邊端系統(tǒng)能量或潮流變化的影響，多具有不可控性，現(xiàn)有技術(shù)中是通過設(shè)計(jì)相應(yīng)針對(duì)性的電路及其控制模式，其可復(fù)制性低，故當(dāng)外接電路不斷變化時(shí)，頻率與輸出功率都會(huì)動(dòng)態(tài)變化，如何保證頻率的快速回歸至諧振頻率且對(duì)輸出功率進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋控制，是急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明旨在提供一種調(diào)節(jié)速度快，適用對(duì)象范圍廣，精度高的磁耦合式智能電路。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種磁耦合共振式智能電路，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(bǔ)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(bǔ)償以及負(fù)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(wǎng)絡(luò)，位于第一二端口網(wǎng)絡(luò)輸入端的為第一節(jié)點(diǎn)，第二節(jié)點(diǎn)位于第一二端口網(wǎng)絡(luò)的輸出端節(jié)點(diǎn)；所述第二節(jié)點(diǎn)還為由原邊無功補(bǔ)償電路構(gòu)成的第二二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端節(jié)點(diǎn)，第二二端口網(wǎng)絡(luò)輸出端節(jié)點(diǎn)為第三節(jié)點(diǎn)；所述原邊共振電路與副邊共振電路構(gòu)成第三二端口網(wǎng)絡(luò)，所述第三節(jié)點(diǎn)也為第三二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端節(jié)點(diǎn)，所述第三二端口網(wǎng)絡(luò)的輸出端節(jié)點(diǎn)為第四節(jié)點(diǎn)；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(shí)時(shí)檢測各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流以及電壓值；所述控制模塊用于對(duì)獲取的節(jié)點(diǎn)電流、電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并依據(jù)處理結(jié)果對(duì)電路中的工作頻率以及輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，所述逆變電路采用全橋逆變電路，用于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生電壓、電流同步變化的交流。

優(yōu)選地，所述原邊無功補(bǔ)償電路采用T形補(bǔ)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(lián)，所述中間電容的一端連接在第一電感與第二電感之間。

優(yōu)選地，所述檢測電路模塊包括用于檢測節(jié)點(diǎn)各電壓以及電流的電壓、電流檢測單元以及用于獲取各節(jié)點(diǎn)電壓、電流信號(hào)的過零時(shí)刻的過零檢測單元。

優(yōu)選地，所述控制模塊包括頻率控制單元、反射阻抗計(jì)算單元以及輸出功率控制單元；所述頻率控制單元用于調(diào)節(jié)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(jì)算單元用于計(jì)算副邊電路對(duì)原邊電路的等效阻抗；所述輸出功率控制單元用于根據(jù)原邊電路中的流經(jīng)第三節(jié)點(diǎn)的功率來調(diào)節(jié)控制輸出功率。

優(yōu)選地，所述反射阻抗計(jì)算單元通過檢測第二節(jié)點(diǎn)處的電壓、電流以及其相差的相位差角，實(shí)時(shí)計(jì)算反射阻抗，具體有：