[發明專利]無線充電系統恒流/恒壓輸出的方法

在審

• 申請號: 202110480239.3
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN112994192A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 劉姣姣;牛王強;陳再興;張依戀;顧偉
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10;H02J50/12;B60L53/12
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;包姝晴

1.無線充電系統恒流/恒壓輸出的方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1、選擇無線充電系統的最優補償拓撲電路，并計算無線充電系統恒流恒壓輸出時的理想電流輸出值及其工作頻率與理想電壓輸出值及其工作頻率；

S2、無線充電系統線圈偏移或距離變化時，計算無線充電系統恒流輸出模式下的輸入電壓并調節，使得無線充電系統的輸出電流接近理想電流輸出值；計算無線充電系統恒壓輸出模式下的工作頻率并調節，使得無線充電系統的輸出電壓接近理想電壓輸出值。

2.如權利要求1所述的無線電充電系統恒流/恒壓輸出的方法，其特征在于，所述步驟S1具體包含以下步驟：

S1.1、每一補償拓撲電路下，分別將無線充電系統等效為一個T型等效電路模型；

S1.2、利用戴維南定理簡化T型等效電路模型，得到戴維南等效電路方程；

S1.3、根據戴維南等效電路方程分別計算每一補償拓撲電路下無線充電系統的電流輸出值及其工作頻率與電壓輸出值及其工作頻率；

S1.4、將計算結果中能同時實現無線充電系統恒流輸出和恒壓輸出的補償拓撲電路作為無線充電系統的最優補償拓撲電路，并將該最優補償拓撲電路的計算結果作為無線充電系統恒流恒壓輸出時的理想電流輸出值及其工作頻率與理想電壓輸出值及其工作頻率。

3.如權利要求2所述的無線電充電系統恒流/恒壓輸出的方法，其特征在于，所述戴維南等效電路的方程為：

式中，U_TH為戴維南等效電路的輸入電壓，Z_TH為戴維南等效電路的輸入阻抗，I_TH為戴維南等效電路的電流，U₀為戴維南等效電路的輸出電壓，U_in為發射線圈輸入電壓，R_L,eq為負載電阻，Z₃＝jωL_m，其中L_m為等效勵磁電抗，即L_m＝M，L_T1，L_T2分別為變壓器一次側和二次側的漏電感，即L_T1＝L_p-M,L_T2＝L_s-M；

令Z₁＝0，無線充電系統恒流輸出的理想電流值及工作頻率分別為：

式中，k為無線充電系統的耦合系數，ω_c是無線充電系統恒流模式下的工作頻率，即諧振頻率，L_p是一次側線圈，C_p是一次側電容，ω是補償拓撲電路的工作頻率；

令此時，無線充電系統恒流輸出的理想電壓值及工作頻率分別為：

式中，L_s是二次側線圈，ω_v1和ω_v2是無線充電系統恒壓模式下的兩個不同工作角頻率，其中，ω_v1是高于諧振頻率ω₀的恒壓工作角頻率，ω_v2是低于諧振頻率ω₀的恒壓工作角頻率。

4.如權利要求1所述的無線電充電系統恒流/恒壓輸出的方法，其特征在于，步驟S2中，所述無線充電系統線圈偏移或距離變化時，通過跨導幅值方程計算無線充電系統的耦合系數，再根據所述耦合系數計算無線充電系統恒流輸出模式下的輸入電壓或恒壓輸出模式下的工作頻率。