[发明专利]带电池负载的无线充电系统整流桥输入阻抗的计算方法

权利要求书

1.一种带电池负载的无线充电系统整流桥输入阻抗的计算方法，应用所述无线充电系统整流桥输入阻抗计算方法的无线充电系统包括无线能量发射线圈、无线能量接收线圈、副边串联电容、副边并联电容、整流桥输入电感、整流桥、滤波电容及电池负载；所述的无线能量发射线圈与无线能量接收线圈电磁耦合，无线能量接收线圈的输出端与副边串联电容的输入端连接，副边串联电容的输出端与副边并联电容的输入端及整流桥输入电感的输入端连接，副边并联电容的输出端与无线能量接收线圈的输出端及整流桥的输入端连接，整流桥输入电感的输出端与整流桥的输入端连接，整流桥的输出端与滤波电容的输入端连接，滤波电容的输出端与电池负载的输入端连接，

其特征在于：所述的无线充电系统整流桥断续工作模式的输入阻抗计算方法包含以下步骤：

步骤A：假设整流桥工作在断续模式，计算整流桥在断续工作模态下的输入电压滞后角θ与输入电流断续角

步骤B：根据步骤A求得的输入电流断续角判断整流桥工作在连续模式或断续模式，若整流桥工作在连续模式，计算整流桥在连续工作模态下的输入电压滞后角；

步骤C：计算整流桥输入阻抗。

2.根据权利要求1所述的带电池负载的无线充电系统整流桥输入阻抗的计算方法，其特征在于：所述的步骤A中，整流桥在断续工作模态下的输入电压滞后角θ为副边并联电容电压的过零点与整流桥输入电压的过零点之间的相位差，整流桥在断续工作模态下的输入电流断续角为整流桥输入电压过零点与整流桥输入电感电流的断续临界点之间的相位差；

通过公式(1)计算整流桥在断续工作模态下的输入电压滞后角θ与输入电流断续角

其中，

式中，θ为输入电压滞后角，为输入电流断续角，U_O为电池电压，ω为系统工作角频率，M为收发线圈之间的互感值，I_P为发射线圈电流的幅值，a为整流桥输入电感电流基波分量的余弦分量中关于输入电压滞后角θ及输入电流断续角的函数，b为整流桥输入电感电流基波分量的正弦分量中关于输入电压滞后角θ及输入电流断续角的函数，a’为整流桥输入电压基波分量的余弦分量中关于输入电压滞后角θ及输入电流断续角的函数，b’为整流桥输入电压基波分量的正弦分量中关于输入电压滞后角θ及输入电流断续角的函数。

3.根据权利要求1所述的带电池负载的无线充电系统整流桥输入阻抗的计算方法，其特征在于：所述的步骤B中，判断整流桥工作在连续模式或断续模式的方法为：

若输入电流断续角则整流桥工作在断续模式；若输入电流断续角则整流桥工作在连续模式。

4.根据权利要求1所述的带电池负载的无线充电系统整流桥输入阻抗的计算方法，其特征在于：所述的步骤B中，整流桥工作在连续模式时，输入电压滞后角θ通过下列关系式计算：

其中，θ为输入电压滞后角，U_O为电池电压，ω为系统工作角频率，M为收发线圈之间的互感值，I_P为发射线圈电流的幅值。

5.根据权利要求1所述的带电池负载的无线充电系统整流桥输入阻抗的计算方法，其特征在于：所述的步骤C中，若整流桥工作在断续模式，整流桥输入阻抗通过下列关系式计算：

其中，

式中，R_r为整流桥输入阻抗的实部，X_r为整流桥输入阻抗的虚部，θ为输入电压滞后角，为输入电流断续角，ω为系统工作角频率，L_s为整流桥输入电感的值，a为整流桥输入电感电流基波分量的余弦分量中关于输入电压滞后角θ及输入电流断续角的函数，b为整流桥输入电感电流基波分量的正弦分量中关于输入电压滞后角θ及输入电流断续角的函数，a’为整流桥输入电压基波分量的余弦分量中关于输入电压滞后角θ及输入电流断续角的函数，b’为整流桥输入电压基波分量的正弦分量中关于输入电压滞后角θ及输入电流断续角的函数。

6.根据权利要求1所述的带电池负载的无线充电系统整流桥输入阻抗的计算方法，其特征在于：所述的步骤C中，若整流桥工作在连续模式，整流桥输入阻抗通过下列关系式计算：

其中，R_r为整流桥输入阻抗的实部，X_r为整流桥输入阻抗的虚部，θ为输入电压滞后角，L_s为整流桥输入电感的值。