[發(fā)明專利]基于非接觸滯環(huán)調(diào)節(jié)的無線電能傳輸裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110171879.6
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112953033B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐立剛;陳乾宏;陳俊杰;柯光潔;溫振霖;任小永;張之梁
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇展芯半導(dǎo)體技術(shù)有限公司;南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/80;H02J50/00;H02J7/00;H01F38/14
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

1.一種基于非接觸滯環(huán)調(diào)節(jié)的無線電能傳輸裝置，該裝置包括由激勵源、原邊逆變電路、原邊補償網(wǎng)絡(luò)(101)、原邊線圈L₁、副邊線圈L₂、副邊補償網(wǎng)絡(luò)(102)、整流濾波電路和負載依次級聯(lián)而成的功率傳輸單元(100)，其特征在于，還包括：信號反饋單元(200)、雙功能檢測線圈L₃與閉環(huán)控制單元(300)；

其中，所述信號反饋單元(200)設(shè)置在副邊側(cè)，用于檢測所述功率傳輸單元的輸出電壓或電流或功率狀態(tài)信息，并調(diào)制成攜帶有副邊輸出狀態(tài)信息的高頻載波頻率信號S_e；所述信號反饋單元(200)包括采樣電路(201)、比較器(202)、載波調(diào)制電路(203)和信號發(fā)射線圈L₄；

所述雙功能檢測線圈L₃設(shè)置在原邊側(cè)，與所述信號發(fā)射線圈L₄耦合，同時還與原邊線圈L₁或副邊線圈L₂耦合；用于接收信號發(fā)射線圈L₄傳送的攜帶有副邊輸出狀態(tài)信息的高頻載波頻率信號S_e；以及檢測流過原邊線圈L₁或副邊線圈L₂電流的相位信息；

所述閉環(huán)控制單元(300)設(shè)置在原邊側(cè)，與所述雙功能檢測線圈L₃連接，用于從雙功能檢測線圈L₃接收攜帶有副邊輸出狀態(tài)信息的高頻載波頻率信號S_e，以及原邊線圈L₁或副邊線圈L₂電流的相位信息；并轉(zhuǎn)換為所述功率傳輸單元(100)原邊逆變電路的驅(qū)動信號，控制功率傳輸單元(100)的輸出電壓或電流或功率穩(wěn)定在滯環(huán)環(huán)寬內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述信號反饋單元(200)中，

所述采樣電路(201)與所述功率傳輸單元(100)的輸出連接，用于檢測所述功率傳輸單元(100)的輸出電壓或電流或功率；

所述比較器(202)與所述采樣電路(201)連接，用于將檢測到的輸出電壓或電流或功率轉(zhuǎn)換成表征副邊輸出信號狀態(tài)的數(shù)字電平信號v_c；

所述載波調(diào)制電路(203)與所述比較器(202)連接，用于將數(shù)字電平信號v_c調(diào)制成攜帶有副邊輸出狀態(tài)信息的高頻載波頻率信號S_e；

所述信號發(fā)射線圈L₄與所述載波調(diào)制電路(203)連接，用于發(fā)射攜帶有副邊輸出狀態(tài)信息的高頻載波頻率信號S_e。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電能傳輸裝置，其特征在于：所述閉環(huán)控制單元(300)包括調(diào)制解調(diào)電路(301)、相位檢測電路(302)和原邊控制單元(303)，其中所述調(diào)制解調(diào)電路(301)與所述相位檢測電路(302)的輸入端均與所述雙功能檢測線圈L₃連接，輸出端均連接所述原邊控制單元(303)；調(diào)制解調(diào)電路(301)包括高頻帶通濾波器，包絡(luò)檢波器，低通濾波，放大器和比較器；相位檢測電路(302)包括RC低通濾波器，放大器，比較器和積分電路；

所述調(diào)制解調(diào)電路(301)用于提取雙功能檢測線圈L₃耦合到的攜帶有副邊輸出狀態(tài)信息的高頻載波頻率信號S_e，還原出副邊輸出狀態(tài)信號v_et；

所述相位檢測電路(302)用于提取雙功能檢測線圈L₃耦合到的原邊線圈L₁或副邊線圈L₂電流的相位信息，并輸出相位檢測信號v_pt；

所述原邊控制單元(303)采集所述調(diào)制解調(diào)電路(301)輸出的副邊輸出狀態(tài)信號v_et與所述相位檢測電路(302)輸出的相位檢測信號v_pt，經(jīng)過滯環(huán)調(diào)節(jié)后，輸出給原邊逆變電路的驅(qū)動信號。