[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)功率自均衡的多通道無線電能傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110282330.4
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113054758B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫盼;吳旭升;孫軍;蔡進;何笠;楊剛;熊義勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/40
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 雷霄

1.一種實現(xiàn)功率自均衡的多通道無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括最大電流選取模塊和多個并聯(lián)的無線電能傳輸通道，每個所述無線電能傳輸通道包括控制模塊和無線電能傳輸模塊，所述控制模塊包括中央處理器，所有所述無線電能傳輸模塊的輸出端接同一負載；

所述最大電流選取模塊用于確定所有所述無線電能傳輸模塊的接收回路的電流最大值，每個所述控制模塊用于根據(jù)自身對應(yīng)的無線電能傳輸模塊的接收回路電流、負載端電壓和所述電流最大值輸出控制信號，所述控制信號用于控制該無線電能傳輸模塊的輸出，使得所有所述無線電能傳輸模塊的輸出功率均衡和負載端電壓恒定；

將所述最大電流選取模塊選出的最大電流信號記為I_max，將所述負載端電壓記為U,負載端設(shè)計的額定電壓記為U_ref，將第n個所述無線電能傳輸通道的接收回路電流記為I_n，第n個所述無線電能傳輸通道的所述中央處理器輸出所述控制信號包括步驟：

計算獲得電流信號I_max和I_n的差值，記為ΔI_n；

將差值ΔI_n乘上一個與負載相關(guān)的比例系數(shù)K得到一個電壓偏差修正值，記為ΔU_n1；

計算額定電壓U_ref和負載端電壓U的電壓偏差，記為ΔU_n2；

計算電壓偏差修正值ΔU_n1與電壓偏差ΔU_n2的和，記為ΔU_n；

根據(jù)ΔU_n輸出所述控制信號。

2.如權(quán)利要求1所述的一種實現(xiàn)功率自均衡的多通道無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，每個所述無線電能傳輸模塊包括全橋逆變器，所述控制信號為移相控制信號，所述移相控制信號用于控制所述全橋逆變器輸出的交流電壓的基波幅值。

3.如權(quán)利要求2所述的一種實現(xiàn)功率自均衡的多通道無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，每個所述全橋逆變器包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第三IGBT器件和第四IGBT器件，其中，所述第一IGBT器件與所述第二IGBT器件之間的移相角始終保持180°的相位差，所述第三IGBT器件和所述第四IGBT器件之間的移相角始終保持180°的相位差，所述移相控制信號用于控制所述第一IGBT器件與所述第三IGBT器件之間的移相角。

4.如權(quán)利要求3所述的一種實現(xiàn)功率自均衡的多通道無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，若所述第一IGBT器件與所述第三IGBT器件之間的移相角增大，則所述全橋逆變器所在的無線電能傳輸通道的接收回路的電流增大。

5.如權(quán)利要求3所述的一種實現(xiàn)功率自均衡的多通道無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述移相控制信號滿足：

若該無線電能傳輸通道的接收回路電流與所述電流最大值存在差值，則所述移相控制信號控制所述第一IGBT器件與所述第三IGBT器件之間的移相角增大；

若該無線電能傳輸通道的接收回路電流與所述電流最大值的差值為零，則所述移相控制信號控制所述第一IGBT器件與所述第三IGBT器件之間的移相角不變；

若該無線電能傳輸通道的負載電壓大于預(yù)設(shè)電壓，則所述移相控制信號控制所述第一IGBT器件與所述第三IGBT器件之間的移相角減小；

若該無線電能傳輸通道的負載電壓小于預(yù)設(shè)電壓，則所述移相控制信號控制所述第一IGBT器件與所述第三IGBT器件之間的移相角增大；

若該無線電能傳輸通道的負載電壓等于預(yù)設(shè)電壓，則所述移相控制信號控制所述第一IGBT器件與所述第三IGBT器件之間的移相角不變。

6.如權(quán)利要求1所述的一種實現(xiàn)功率自均衡的多通道無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還包括：用于采集接收回路電流的電流檢測模塊和用于采集負載電壓的電壓檢測單元，所述中央處理器用于根據(jù)所述電流最大值、所述電流檢測模塊的采集信號和所述電壓檢測單元的采集信號來輸出所述控制信號。

7.如權(quán)利要求1所述的一種實現(xiàn)功率自均衡的多通道無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述最大電流選取模塊包括均流控制母線和多個并聯(lián)的二極管，每個所述二極管的正極分別與一個所述無線電能傳輸通道的輸出端連接，每個所述二極管的負極均與所述均流控制母線連接。