[發(fā)明專利]基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010565410.6
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111740510B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 李聃;孫延鴿;孔燦燦
• 申請（專利權(quán)）人: 青島魯渝能源科技有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/80;H02M1/44
• 代理公司: 青島清泰聯(lián)信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37256
• 代理人: 李祺

1.基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電方法，其特征在于，包括：

無線發(fā)射步驟，用于通過一發(fā)射端將電網(wǎng)接入的交流電經(jīng)整流濾波并經(jīng)逆變之后產(chǎn)生的高頻交流電激勵發(fā)射線圈產(chǎn)生交變電磁場；

無線接收步驟，用于通過一接收端的接收線圈利用磁場耦合作用從所述發(fā)射線圈產(chǎn)生的交變電磁場中拾取能量，并經(jīng)整流和濾波轉(zhuǎn)換成直流電供給負載；

充電控制步驟，用于所述發(fā)射端MCU通過無線通信獲取所述接收端采集自負載的采樣充電電壓或采樣充電電流并根據(jù)該采樣充電電壓或采樣充電電流通過控制算法控制逆變驅(qū)動信號的移相角，以保證充電電壓或充電電流符合預設標準，實現(xiàn)恒壓或恒流充電；其中，所述充電控制步驟包括移相角調(diào)節(jié)控制環(huán)、相位調(diào)節(jié)控制環(huán)，相位調(diào)節(jié)速度快于移相調(diào)節(jié)速度，具體包括：

逆變器輸出采樣監(jiān)測，用于采樣逆變器輸出點的電壓信號U和電流信號I；

獲取相位差，用于通過所述發(fā)射端MCU實時監(jiān)測所述電壓信號U和電流信號I并獲取所述電壓信號U和電流信號I的相位差的絕對值；

調(diào)節(jié)相位差，用于當所述相位差絕對值不為0時，所述發(fā)射端MCU通過控制算法調(diào)節(jié)逆變驅(qū)動信號的工作頻率F，直至所述相位差絕對值為0，以使逆變器輸出點的阻抗接近阻性；

獲取調(diào)節(jié)參考量，用于獲取預設充電電壓V0、預設充電電流I0、采樣充電電壓V1及采樣充電電流I1并獲取調(diào)節(jié)參考量，其中，所述調(diào)節(jié)參考量包括V_d＝|V1-V0|、

I_d＝|I1-I0|；

調(diào)節(jié)移相角，用于當調(diào)節(jié)參考量V_d≠0或I_d≠0時，通過控制算法調(diào)節(jié)逆變驅(qū)動信號的移相角θ，使V_d＝0或I_d＝0，以保證充電電壓或充電電流符合預設標準，實現(xiàn)恒壓或恒流充電。

2.如權(quán)利要求1所述的基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電方法，其特征在于，所述無線接收步驟還包括一高頻交流升壓或降壓環(huán)節(jié)，所述接收端用一高頻變壓器將接收線圈拾取的高頻交流電進行升壓或降壓變換并輸出。

3.基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電系統(tǒng)，采用如權(quán)利要求1或2所述的無線充電方法，所述無線充電系統(tǒng)包括：

發(fā)射端，用于將電網(wǎng)接入的交流電經(jīng)整流濾波并經(jīng)逆變之后產(chǎn)生的高頻交流電激勵發(fā)射線圈產(chǎn)生交變電磁場；

接收端，用于通過一接收線圈利用磁場耦合作用從所述發(fā)射線圈產(chǎn)生的交變電磁場中拾取能量，并經(jīng)整流和濾波轉(zhuǎn)換成直流電供給負載；

其中，所述接收端包括一充電采樣電路，用于采集供給負載的采樣充電電壓V1或采樣充電電流I1，并經(jīng)無線通信發(fā)送至發(fā)射端MCU；

所述發(fā)射端包括一充電控制電路，用于根據(jù)所述采樣充電電壓V1或采樣充電電流I1通過控制算法調(diào)整逆變驅(qū)動信號的移相角以保證充電電壓或充電電流符合預設標準，實現(xiàn)無線充電的恒壓或恒流控制。

4.如權(quán)利要求3所述的基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端包括：電性串接的整流濾波電路、逆變器、發(fā)射線圈，及一與所述充電控制電路電性連接的無線通信接收模塊。

5.如權(quán)利要求4所述的基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電控制電路進一步包括：發(fā)射端MCU及電性連接所述發(fā)射端MCU、逆變器的移相驅(qū)動電路。

6.如權(quán)利要求5所述的基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端進一步包括電壓采樣電路及電流采樣電路，所述電壓采樣電路和電流采樣電路均電性連接所述逆變器輸出點和所述發(fā)射端MCU。

7.如權(quán)利要求6所述的基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述接收端包括：電性串接的接收線圈、整流電路及濾波電路，所述接收線圈電磁耦接所述發(fā)射端的發(fā)射線圈，所述濾波電路還連接所述充電采樣電路，所述充電采樣電路電性連接一接收端MCU，所述接收端MCU電性連接一無線通信發(fā)射模塊，所述無線通信發(fā)射模塊無線連接所述發(fā)射端的無線通信接收模塊。

8.如權(quán)利要求7所述的基于移相調(diào)節(jié)控制的無線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述接收端還包括一高頻變壓器，所述高頻變壓器電性連接所述接收線圈、整流電路。