[發明專利]無線充電接收側有源全橋功率因數角檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 202010345440.6
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111596124B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 李和寶;朱兆芳;辛德鋒;董曉帥;王林;武盾;李憲鵬;李瀟;吳金龍
• 申請（專利權）人: 西安許繼電力電子技術有限公司;許繼電源有限公司
• 主分類號: G01R21/00
• 分類號: G01R21/00
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

1.一種無線充電接收側有源全橋功率因數角檢測裝置，其特征在于，包括：依次串聯連接的采樣模塊、選擇模塊、濾波模塊、補償模塊和DSP芯片，還包括與所述選擇模塊輸入端連接的時序模塊；

所述采樣模塊用于將有源全橋的輸入電流轉化為第一電流信號和第二電流信號，其中，所述第一電流信號與所述輸入電流同相且幅值相同，所述第二電流信號與所述輸入電流反相且幅值相同；

所述時序模塊用于提供有功分量控制時序和無功分量控制時序，所述有功分量控制時序和所述無功分量控制時序的時序相位差為90°；

所述選擇模塊用于依據所述第一電流信號、所述第二電流信號、所述有功分量控制時序和所述無功分量控制時序，得到所述有源全橋輸入電流的有功分量和無功分量；

所述濾波模塊用于濾除所述有功分量和所述無功分量的高頻成分，得到所述有功分量和所述無功分量的直流成分；

所述補償模塊，用于對所述濾波模塊輸出的所述有功分量和所述無功分量的直流成分進行幅值補償，得到所述有功功率和所述無功功率；

所述DSP芯片依據所述有功功率和所述無功功率，得到功率因數角；

所述有功功率P_s的計算公式為：

所述無功功率Q_s的計算公式為：

其中，k表示耦合系數，ω表示耦合機構諧振角頻率，L_p表示變壓器原邊線圈電感值，L_s表示變壓器副邊線圈電感值，L_p1表示變壓器發射側諧振電感值，L_s1表示變壓器接收側諧振電感值，表示發射側有源全橋的導通角，表示接收側有源全橋的導通角，θ表示發射側有源全橋的橋口電壓與接收側有源全橋的橋口電壓的相位差，U_pv為發射側輸入電壓，V_sv為接收側輸出電壓。

2.根據權利要求1所述的無線充電接收側有源全橋功率因數角檢測裝置，其特征在于，

所述功率因數角θ_power的計算公式為：

3.根據權利要求1所述的無線充電接收側有源全橋功率因數角檢測裝置，其特征在于，

所述有功分量控制時序和所述無功分量控制時序的占空比均為0.5。

4.根據權利要求1所述的無線充電接收側有源全橋功率因數角檢測裝置，其特征在于，

所述采樣模塊包括霍爾單元、第一相位調整單元和第二相位調整單元；

所述選擇模塊包括分別與所述第一相位調整單元和所述第二相位調整單元連接的第一選擇單元和第二選擇單元；

所述濾波模塊包括分別與所述第一選擇單元和所述第二選擇單元連接的兩個結構相同的濾波單元；

所述補償模塊包括分別與所述兩個濾波單元連接的兩個結構相同的補償單元，所述兩個補償單元還分別與所述DSP芯片連接。

5.根據權利要求4所述的無線充電接收側有源全橋功率因數角檢測裝置，其特征在于，

所述第一相位調整單元包括第一相位電阻、第二相位電阻和第一相位放大器，所述第一相位電阻分別與所述霍爾單元和所述第一相位放大器的輸入端正極連接，所述第二相位電阻分別與所述第一相位放大器的輸入端負極和輸出端連接，所述第一相位放大器的輸出端分別與所述第一選擇單元的第一輸入端和所述第二選擇單元的第一輸入端連接；

所述第二相位調整單元包括第三相位電阻、第四相位電阻和第二相位放大器，所述第三相位電阻分別與所述霍爾單元和所述第二相位放大器的輸入端負極連接，所述第四相位電阻分別與所述第一相位放大器的輸入端正極和輸出端連接，所述第二相位放大器的輸出端分別與所述第一選擇單元的第二輸入端和所述第二選擇單元的第二輸入端連接。

6.根據權利要求4所述的無線充電接收側有源全橋功率因數角檢測裝置，其特征在于，

所述第一選擇單元的第三輸入端與所述時序模塊的有功分量控制時序輸出端口連接；

所述第二選擇單元的第三輸入端與所述時序模塊的無功分量控制時序輸出端口連接。