[發(fā)明專利]一種面向串串補償拓撲的無線充電系統(tǒng)動態(tài)調諧方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010738560.2
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111987812B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 李振杰;田育弘;劉一琦;劉浩;班明飛
• 申請（專利權）人: 東北林業(yè)大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02M3/335;H02J3/18
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種面向串串補償拓撲的無線充電系統(tǒng)動態(tài)調諧方法，其特征在于，所述動態(tài)調諧方法包括以下步驟：

步驟一、基于帶有對稱結構的軟開關可控電容的可實現(xiàn)動態(tài)調諧的硬件電路，得到串串補償拓撲的零相位穩(wěn)頻判據(jù)；

步驟二、通過相位判斷法和零值搜索方法實現(xiàn)所述串串補償拓撲的零相位穩(wěn)頻判據(jù)；

步驟三、根據(jù)零相位穩(wěn)頻判據(jù)對軟開關可控電容的等效電容值進行調節(jié)，從而進行動態(tài)調諧；

在步驟一中，所述可實現(xiàn)動態(tài)調諧的硬件電路等效為串串補償拓撲的互感模型，所述互感模型包括：發(fā)射端和接收端，所述發(fā)射端包括直流電源、發(fā)射端線圈和發(fā)射端軟開關可控電容，所述直流電源、發(fā)射端線圈和發(fā)射端軟開關可控電容依次連接形成閉環(huán)，所述接收端包括等效負載、接收端線圈和接收端軟開關可控電容，所述等效負載、接收端線圈和接收端軟開關可控電容依次連接形成閉環(huán)，

定義L₁和L₂分別為發(fā)射端線圈和接收端線圈的自感值，C₁和C₂分別為發(fā)射端線圈和接收端線圈的補償電容值，M為發(fā)射端線圈和接收端線圈之間互感值，i₁和i₂分別為發(fā)射端線圈和接收端線圈中諧振電流，R_o和Uo分別為等效負載的電阻值和電壓值，u_s為逆變器的輸出電壓值；

所述零相位穩(wěn)頻判據(jù)包括接收端穩(wěn)頻判據(jù)和發(fā)射端穩(wěn)頻判據(jù)，其中，

所述接收端穩(wěn)頻判據(jù)：L₂和C₂存在參數(shù)漂移時，接收線圈中諧振電流i₂與發(fā)射線圈中諧振電流i₁之間相量表達式為：

由式(1)可知：接收端工作于諧振狀態(tài)時，i₂超前i₁且相位差γ₂為90°；接收端工作于失振狀態(tài)時，式(2)所示γ₂不為90°，將i₂滯后90°與i₁之間相位差定義為γ_d2，即接收端工作于諧振狀態(tài)時γ_d2＝0，

所述發(fā)射端穩(wěn)頻判據(jù)：假定接收端工作于諧振狀態(tài)，發(fā)射端工作于諧振狀態(tài)時，全橋逆變器輸出電壓u_s與i₁之間相量關系表示為式(3)，

由式(3)可知：發(fā)射端工作于諧振狀態(tài)時，u_s與i₁同相位，即γ₁為0°；發(fā)射端工作于失諧狀態(tài)時，式(4)所示γ₁不為0°，考慮全橋逆變器中開關管的ZVS軟開關時，校正γ₁實現(xiàn)i₁的滯后u_s，并且以此作為發(fā)射端諧振狀態(tài)判據(jù)，

2.根據(jù)權利要求1所述的一種面向串串補償拓撲的無線充電系統(tǒng)動態(tài)調諧方法，其特征在于，所述帶有對稱結構的軟開關可控電容包括：開關管S₁、開關管S₂、二極管D₁、二極管D₂、電容C_a、電容C_1s和電容C_2s，所述電容C_1s和開關管S₁串聯(lián)，所述電容C_2s和開關管S₂串聯(lián)，所述電容C_a和所述電容C_1s與開關管S₁構成的橋臂、電容C_2s和開關管S₂構成的橋臂并聯(lián)，所述二極管D₁和開關管S₁反并聯(lián)，所述二極管D₂和開關管S₂反并聯(lián)，帶有對稱結構的軟開關可控電容的干路電流為i_s并且端電壓為u_s。