[發明專利]一種WPT系統的PDM控制序列優化方法

在審

• 申請號: 201811151961.7
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109038860A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 衛敬宜;吳鐘飛;段孟雍;陳鳳超
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司東莞供電局
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;G06N3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

1.一種WPT系統的PDM控制序列優化方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、建立包括PDM控制模塊、MAX17600驅動的MOSFET管以及供電電源模塊的MCRWPT系統平臺；

步驟二、以MOSFET管接收不同的驅動電壓信號對PDM控制模塊產生的模態分析，建立MCRWPT系統接收端電路在導通、短路與斷流三種狀態下的狀態空間模型；

步驟三、應用同步開關映射法建立系統的時域模型，據此對穩態MCRWPT系統電路進行時域與諧波特性分析，完成序列優化。

2.根據權利要求1所述的一種WPT系統的PDM控制序列優化方法，其特征在于：在步驟一中設置MCRWPT系統平臺的設置的接收端與發射端采用直徑為0.6m同軸等徑空心銅管纏繞，PDM控制模塊中的諧振電容采用具有高耐壓和低接枝損耗的陶瓷板型電容，同時PDM控制模塊還包括LM311比較器；

MOSFET驅動電源通過電源模塊中的MORNSUN URB2415YMD-20W實現，其輸入IN 9-39VDC，輸出OUT 15VDC/1333mA，PDM控制模塊中主要邏輯芯片以及比較器的電源通過供電電源模塊的MORNSUN URA2405XD-10WR2實現，輸入IN 9-36VDC，輸出OUT VDC/1000mA，其中，+5V用于大多數邏輯芯片，±5V用于比較器中，其中供電電源模塊還包括用于給單片機進行供電的LM78U03芯片。

3.根據權利要求1所述的一種WPT系統的PDM控制序列優化方法，其特征在于：在步驟二中，以輸入MOSFET開關的輸入電壓視為功率源，并將發射端電源等效為頻率恒定、最大值為的正弦電源，其中MOSFET基極的驅動信號作為信號源，由于MOSFET和二極管工作在其特性曲線的大范圍內，因此，將MCRWPT接收端電路作為是一個強非線性電路，將MOSFET和二極管作為理想開關處理，即忽略其導通壓降和截止電流，并且假設控制脈沖序列為理想序列。

4.根據權利要求3所述的一種WPT系統的PDM控制序列優化方法，其特征在于：MCRWPT系統接收端電路在導通、短路與斷流三種狀態分別為：

導通：MOSFET斷路且接收端諧振回路電流大于零；

斷路：MOSFET斷路且接收端諧振回路電流小于零；

短路：MOSFET短路。

5.根據權利要求3所述的一種WPT系統的PDM控制序列優化方法，其特征在于：依據基爾霍夫電壓、電流定律下的三種狀態的微分方程：

導通：

短路：

短路：

6.根據權利要求4所述的一種WPT系統的PDM控制序列優化方法，其特征在于：在基于三種狀態的微分方程下，設U＝[u_s 0 0 0 0]^T為MCRWPT系統的接收端輸入列向量，為由狀態變量構成的列向量，A₁，A₂，A₃分別為三種狀態下的狀態系數矩陣，B₁，B₂，B₃分別為三種狀態下的輸入系數矩陣，則三種狀態下的狀態空間模型為：

上式中：

其中Δ＝M²-L₁L₂；

求上式中得到，從時刻t₀開始的狀態變量的解析解為：