[發(fā)明專利]一種多自由度對稱式動態(tài)電路補償拓撲結構

有效

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• 申請日: 2023-03-21
• 公開（公告）號: CN116231883B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 鄧世浩;張桂東;羅配明
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02M1/42;B60L53/122;B60L53/22
• 代理公司: 北京金誠同達律師事務所 11651
• 代理人: 萬鵬

本發(fā)明公開了一種多自由度對稱式動態(tài)電路補償拓撲結構，應用于電動汽車公路無線充電系統(tǒng)。電動汽車在公路行駛過程中，傳能和接收線圈相對位移會造成線圈之間耦合系數的變化，該發(fā)明能實時調節(jié)電路中的補償元件參數，消除公路無線充電系統(tǒng)中潛在的因電路容性或感性所帶來的無功損耗，提高電路功率因數。其次，本發(fā)明具有較高的普適性，即使更換不同型號的傳能與接收線圈，無線充電系統(tǒng)依然能實現無功補償，實現傳能與接收線圈的普適性使用。再者，相比傳統(tǒng)的基于相控電路的動態(tài)電路補償拓撲，該發(fā)明避免了功率開關管在高頻電路中開關所產生的紋波電壓，有效解決無線充電傳能和接收線圈耦合的容錯性難題，具有更寬的補償寬度。

技術領域

本發(fā)明涉及電路無功補償技術領域，具體涉及一種多自由度對稱式動態(tài)電路補償拓撲結構。

背景技術

近年來，電動汽車在公路行駛過程中的無線充電技術得到眾多學者關注。

然而，現階段的電動汽車公路充電技術仍未實現商業(yè)化成熟，其中一大痛點在于，現有的傳統(tǒng)動態(tài)傳能電路補償拓撲，受松耦合參數不斷發(fā)生較大周期性變化等影響，前者的單自由度變化無法滿足后者所需的寬泛動態(tài)補償寬度。

其次，基于相控電路的傳統(tǒng)動態(tài)傳能電路補償拓撲在高頻電路產生紋波電壓干擾，上述問題均導致電動汽車在行駛過程中造成無功浪費，導致傳能效率降低。

因此，如何設計應用于電動汽車公路無線充電系統(tǒng)電路中的一種動態(tài)電路補償拓撲具備寬泛動態(tài)補償寬度，避免開關管在高頻電路中造成的紋波電壓干擾，使電動汽車在行駛過程中傳能線圈與接收線圈的松耦合參數受傳能距離的影響不斷發(fā)生較大周期性變化的情況下無線傳能效率得以保持在高水平狀態(tài)，是本領域技術人員亟需解決的關鍵問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為電動汽車公路充電系統(tǒng)中的電路提供一種動態(tài)電路補償拓撲結構，在傳能線圈和接收線圈耦合性能發(fā)生周期性不可預期變化情況下也即時保障上述電動汽車公路充電系統(tǒng)中的電路功率因數處于高水平穩(wěn)定，消除傳能線圈和接收線圈耦合性能發(fā)生周期性變化對電動汽車公路充電系統(tǒng)中的電路穩(wěn)定性造成的影響，提高了電動汽車公路系統(tǒng)的無功補償穩(wěn)定性。

為解決傳能線圈和接收線圈耦合性能發(fā)生周期性不可預期變化情況下造成的電路補償網絡補償失敗的技術問題，本發(fā)明提供一種多自由度對稱式動態(tài)電路補償拓撲，所述多自由度對稱式動態(tài)電路補償拓撲能夠重新構造電路拓撲結構從而改變補償電路的阻容特性，實現傳能線圈和接收線圈不同耦合系數情況下電路的無功補償，既能保持電路功率因數的高水平穩(wěn)定，也能兼容電源不同輸出下的頻率恒壓或恒流模式，以滿足負載自身的不同輸出需求，解決電動汽車公路無線充電在電動汽車行駛過程中無功損耗大的問題，包括：第一功率開關管S₁、第二功率開關管S₂、第三功率開關管S₃、第四功率開關管S₄、第一可變電容C₁、第二可變電容C₂、第三可變電容C₃、第四可變電容C₄、第五可變電容C₅、第六可變電容C₆、第七可變電容C₇、第八可變電容C₈、第九可變電容C₉、第十可變電容C₁₀、第十一可變電容C₁₁、第十二可變電容C₁₂、第一固定電感L₁、第二固定電感L₂、第一可變電感L_c1、第二可變電感L_c2構成。

所述第一功率開關管S₁的第一端與第一可變電容C₁的第二端、第二可變電容C₂的第一端連接；

所述第一功率開關管S₁的第二端與第三可變電容C₃的第一端連接；