[发明专利]一种无线电能传输系统的相位检测电路以及参数信息检测方法

权利要求书

1.一种无线电能传输系统的相位检测电路，其特征在于，包括：两个分压电阻R3和R4、双向齐纳二极管BZD、比较器CMP、隔离器ISO、与门AND、单刀双掷模拟开关SPDT、RC滤波器，其中第一分压电阻R3的一端作为电路输入正极，另一端与第二分压电阻R4的一端、双向齐纳二极管BZD的一端、比较器CMP的一个输入端相连；第二分压电阻R4的另一端与双向齐纳二极管BZD的另一端、比较器CMP的另一个输入端相连，形成电路输入负极；比较器CMP的输出端与隔离器ISO的输入端相连，隔离器ISO的输出端与与门AND的一个输入端相连；与门AND的另一个输入端作为PWM信号的输入端，与门AND的输出端与单刀双掷模拟开关SPDT的输入端相连，单刀双掷模拟开关SPDT的输出端与RC滤波器的输入端相连；

所述无线电能传输系统包括四个电容C0-C3，八个功率MOSFET Q1-Q8，电阻RL，两个线圈L1、L2，线圈内阻R1和R2，第一个电容C0的一端与功率MOSFET Q1的漏极、功率MOSFET Q3的漏极相连，形成电路输入端的正极，第一个电容C0的另一端与功率MOSFET Q2的源极、功率MOSFET Q4的源极相连，形成电路输入端的阴极；功率MOSFET Q1的源极、功率MOSFET Q2的漏极、线圈L1的一端相连；功率MOSFET Q3的源极与功率MOSFETQ4的漏极、电容C1的一端相连；线圈L1的另一端与电容C1的另一端相连；线圈L2的一端与电容C2的一端相连；线圈L2的另一端与功率MOSFET Q5的源极、功率MOSFET Q6的漏极相连；电容C2的另一端与功率MOSFET Q7的源极、功率MOSFET Q8的漏极相连；功率MOSFET Q5的漏极与功率MOSFET Q7的漏极、电容C3的一端、电阻RL的一端相连；功率MOSFET Q6的源极与功率MOSFET Q8的源极、电容C3的另一端、电阻RL的另一端相连；

所述无线电能传输系统的一次侧电容上的电压经分压电阻R3和R4转换为小幅值信号后输入到比较器CMP，产生的方波通过隔离器ISO后，和数字信号处理器DSP控制产生的与一次侧基波电压同相的PWM波相与得到相位检测信号，该检测信号的信息通过单刀双掷模拟开关SPDT以及RC滤波器装置后被调制到一个直流电压信号上。

2.根据权利要求1所述的一种无线电能传输系统的相位检测电路，其特征在于，输入直流电源Vin经过由四个功率MOSFET Q1-Q4组成的单相桥式电路逆变成交流电V1，一次侧线圈L1与电容C1串联。二次侧线圈L2与电容C2串联，经过由四个功率MOSFET Q5-Q8组成的整流电路形成输出电压V0，作用于负载RL。

3.一种无线电能传输系统的参数信息检测方法，根据权利要求1-2任一项所述的相位检测电路实现的，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将一次侧桥臂相角α、二次侧桥臂相角β、二次侧电压电流相位差电阻R2各项参数初始化；

步骤二：基于同步电路和相位检测电路对输入电压Vin、输入电流Iin、输出电压V0、输出电流I0和相位调制电压Vphase进行采样；

步骤三：计算一次侧电压电流相位差θ、负载阻抗RL；

步骤四：计算等效电阻Re、等效电抗Xe；

步骤五：估算二次侧多余阻抗X2和互感M，完成无线电能传输系统的互感估算。