[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

本發明公開了一種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，檢測裝置包括：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，還包括與選擇模塊輸入端連接的時序模塊；通過對有源全橋的輸入電流進行相位轉換、時序控制、高頻濾波和幅值補償，得到有源全橋的功率因素角。上述技術方案可以滿足變頻等多種控制策略需求，實現了接收側導通角0°?180°可調，具有適用方位廣、實現電路簡單靈活、生產成本低等諸多優點。

技術領域

本發明涉及電力系統無線充電技術領域，特別涉及一種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。

背景技術

隨著環境污染和能源的匱乏，迎來了新能源汽車市場迅速發展，相比于傳統的有線充電，無線充電系統既克服了惡劣天氣對充電的影響，又不需要插拔充電槍，顯著提升充電方便性，解決全自動充電問題，滿足未來自動駕駛和共享汽車的自動充電需求。

無線充電主要有電磁感應式和磁耦合諧振式兩種形式，磁耦合諧振式通過使發射側線圈和接收側線圈處于諧振狀態來實現中距離的無線電能傳輸，在電動汽車領域得到廣泛的研究。為了提升無線充電的系統效率，發射側設備和接收側設備多采用有源全橋拓撲，滿足全范圍電池充電要求，減小了系統拓撲級數，同時軟開關的實現進一步降低了系統的損耗、提升系統效率。但有源全橋拓撲中無功分量的存在會降低系統的效率，為了滿足系統的效率要求，需要對系統進行鎖相控制，通過鎖相電路來調節系統的無功?，F有的磁耦合式無線充電諧振頻率多為85kHz，鎖相電路的實現主要有三種形式：有功、無功檢測計算出功率因數角；接收側線圈增加輔助開路線圈；電流過零點檢測?，F有的有功、無功檢測計算功率因數角的方法存在如下問題：對接收側設備的輸入電壓由一定的限制；通過硬件電路實現90°移相不適用于變頻控制。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種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，可以滿足變頻等多種控制策略需求，實現了接收側導通角0°-180°可調，具有適用方位廣、實現電路簡單靈活、生產成本低等諸多優點。

為解決上述技術問題，本發明實施例的第一方面提供了一種無線充電接收側有源全橋功率因數角檢測裝置，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。

進一步地，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：