[發明專利]一種無線輸電系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011084218.1
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112260415A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 黃東曉;侯雋;劉輝;仇逸;汪鳳翔
• 申請（專利權）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/80
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

本發明提供了無線輸電技術領域的一種無線輸電系統及控制方法，輸電系統包括磁耦合諧振輸電模塊、控制器、開關驅動器；磁耦合諧振輸電模塊包括直流電壓源、全橋逆變器、能量發射諧振電路、能量接收諧振電路、不可控橋式整流器、濾波電容C_f、負載R_L；全橋逆變器與直流電壓源以及能量發射諧振電路連接；能量接收諧振電路與能量發射諧振電路以及不可控橋式整流器連接；濾波電容C_f與負載R_L并聯后，與不可控橋式整流器連接；全橋逆變器與不可控橋式整流器均與開關驅動器連接；控制器分別與直流電壓源、負載R_L、開關驅動器以及全橋逆變器連接。本發明的優點在于：極大的提升了無線輸電系統的動態穩定性，進而極大的提升了電能傳輸的效率。

技術領域

本發明涉及無線輸電技術領域，特別指一種無線輸電系統及控制方法。

背景技術

無線電能傳輸(WPT)技術在低功耗電子設備中得到越來越廣泛的應用，與主流采用的磁場感應功率轉移(MFIPT)以及電場感應功率轉移(EFIPT)相比，磁耦合諧振WPT(MCR-WPT)對方向不敏感，具有較長的傳輸距離，因此具有更大的發展潛力。

如何使系統的輸出功率和效率最大化是WPT系統的發展方向，隨著技術的迭代進步，還需要對輸出電壓和電流進行控制。然而，負載阻抗和諧振器在WPT系統中的位置是可變的，將使最大功率點和最大效率點呈現動態變化；由于開環系統的行為多變，會降低WPT系統的穩定性。

傳統上存在一種基于遺傳算法的MCR-WPT系統負載和互感參數辨識方法，該方法基于能量守恒原理和等效負載理論，該方法存在實時識別和信號采樣困難的缺點，因為需要對高頻交流電壓和電流進行采樣，而一般設備很難做到這一點；同時，該方法只能在模型參數已知且固定的情況下使用，實驗結果與參數設置有很大的關系，一旦這些參數偏離實際參數，實驗結果就會有很大偏差，不能滿足實際應用的需要。

因此，如何提供一種無線輸電系統及控制方法，實現提升無線輸電系統的動態穩定性，進而提升電能傳輸的效率，成為一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題，在于提供一種無線輸電系統及控制方法，實現提升無線輸電系統的動態穩定性，進而提升電能傳輸的效率。

第一方面，本發明提供了一種無線輸電系統，包括一磁耦合諧振輸電模塊、一控制器以及一開關驅動器；

所述磁耦合諧振輸電模塊包括一直流電壓源、一全橋逆變器、一能量發射諧振電路、一能量接收諧振電路、一不可控橋式整流器、一濾波電容C_f以及一負載R_L；

所述全橋逆變器的一端與直流電壓源連接，另一端與所述能量發射諧振電路連接；所述能量接收諧振電路的一端與能量發射諧振電路連接，另一端與所述不可控橋式整流器連接；所述濾波電容C_f與負載R_L并聯后，與所述不可控橋式整流器連接；

所述全橋逆變器與不可控橋式整流器均分別與開關驅動器連接；所述控制器分別與直流電壓源、負載R_L、開關驅動器以及全橋逆變器連接。

進一步地，所述全橋逆變器包括一開關管S₁、一開關管S₂、一開關管S₃以及一開關管S₄；

所述開關管S₁的一端與直流電壓源的正極以及開關管S₃連接，另一端與所述開關管S₂以及能量發射諧振電路連接；所述開關管S₂與直流電壓源的負極以及開關管S₄連接；所述開關管S₃與開關管S₄以及能量發射諧振電路連接。