[发明专利]地面磁共振多级调控快速高精度充电装置及充电控制方法

权利要求书

1.一种地面磁共振多级调控快速高精度充电装置，其特征在于，该装置包括：

主控模块，接收来自上位机发送的储能电容的预充电电压以及储能电容的实际电压，根据所述预充电电压与所述实际电压之间的差值控制并从并联的DC-DC变换器模块选择多个DC-DC变换器模块以恒流模式对储能电容进行快速充电，根据所述差值的降低逐级对DC-DC变换器模块进行软关断，然后根据所述差值控制最后一个未被软关断的DC-DC变换器模块从恒流模式切换为恒压模式对储能电容进行充电；

所述DC-DC变换器模块包括：

至少一个恒流模式的DC-DC变换器模块，工作在恒流模式下，通过所述主控模块控制，为储能电容充电；

一个恒流模式与恒压模式的DC-DC变换器模块，在所述主控模块控制下进行恒流模式与恒压模式切换，为储能电容充电；

所述主控模块获取恒流模式与恒压模式切换的DC-DC变换器模块的输出电压，并根据所述输出电压切换所述恒流模式与恒压模式切换的DC-DC变换器模块工作模式；

所述DC-DC变换器模块与储能电容之间设置有电流取样与防反充模块，所述电流取样与防反充模块检测DC-DC变换器模块的输出电流并通过电流反馈模块反馈至所述DC-DC变换器模块，所述电流取样与防反充模块包括：一电阻R_S与所述电流取样与防反充模块的输入端连接作为电流取样电阻连接电流反馈回路，通过与所述电阻R_S串联的二极管D输出防止反充，一电阻R_L在与输入端连接后在DC-DC变换器软关断期间吸收剩余能量；

主控模块通过控制DC-DC变换器模块的PWM占空比逐渐减小至零，以每个开关周期减小5％的步长进行实现软关断；

选择充电模式前判断差值是否大于预设的充电临界值V_r0；

当差值小于或等于预设的充电临界值V_r0时，控制H桥斩波模块使储能电容通过发射线圈进行放电后返回差值的判断；

当差值大于预设的充电临界值V_r0时，判断差值是否小于等于预设的单路充电临界值V_r1；

当差值大于单路充电临界值V_r1时，判断差值是否小于等于两路充电临界值V_r2；

当差值大于两路充电临界值V_r2，继续判断差值是否小于等于n路充电临界值V_rn；

当差值大于n路充电临界值V_rn，控制n路并联的DC-DC变换器模块以恒流模式向储能电容充电；

根据所述差值的降低逐级对DC-DC变换器模块进行软关断包括：判断差值是否等于n-1路充电临界值V_rn-1，当差值等于n-1路充电临界值V_rn-1时，控制第n路的DC-DC变换器模块进行软关断，依次软关断至剩余一个DC-DC变换器模块以恒流模式向储能电容充电；判断是否达到恒流模式与恒压模式的切换条件；当达到切换条件时，控制最后一路DC-DC变换器模块以恒压模式向储能电容充电。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括有H桥斩波模块与发射线圈连接，通过所述主控模块根据储能电容的预充电电压以及储能电容的实际电压之间的差值控制H桥斩波模块与发射线圈进行放电、或对储能电容充电。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DC-DC变换器模块的输出电压V₁＝I*R_S+V_D+V₀，I是DC-DC变换器模块的输出电流，V_D是电流取样与防反充模块中二极管D的正向导通电压，V₀是储能电容的实际电压；恒流模式和恒压模式的切换条件是V₁＝V_D+V_C，V_C为预充电电压值，切换时刻，输出电流仍是恒流模式的电流值，之后逐渐降低，当电流降低到近似0A时，V₀近似等于预充电电压V_C，充电完成。