[发明专利]基于原边反馈控制器的无线功率传输系统

权利要求书

1.一种基于原边反馈控制器的无线功率传输系统，其特征在于，包括：

DC-AC电路（1）、AC-AC电路（2）、AC-DC电路（3）、原边反馈控制器（4），所述的DC-AC电路（1）为原边，所述的AC-DC电路（3）为副边；

所述的DC-AC电路（1）前端接入到电源Ubus，实现直流到交流的变换；

所述的AC-AC电路（2）在所述的DC-AC电路（1）和所述的AC-DC电路（3）之间，完成所述的DC-AC电路（1）向所述的AC-DC电路（3）的无线功率传输；

所述的AC-DC电路（3），前端连接所述的AC-AC电路（2），后端连接负载Uo，实现交流到直流的变换，向所述的负载Uo充电；

所述的原边反馈控制器（4）根据所述的DC-AC电路（1）的输出电流和电压计算所述负载Uo的阻抗，并按照计算的阻抗来调节所述的DC-AC电路（1），以控制负载的恒流或恒压，所述的原边反馈控制器（4）包括恒压恒流控制模块（41）和负载鉴定模块（42）；所述的恒压恒流控制模块（41）包括4个PWM信号模块（411）、相移角模块（412）、电流电压感应器（413）、PI控制器（414）；所述的电流电压感应器（413）监测所述的DC-AC电路（1）的输出电压和电流，所述的负载鉴定模块（42）根据所述的电流电压感应器（413）的输出信号得到负载阻抗的估值，并将所述的负载阻抗的估值输出到所述的PI控制器（414），所述的PI控制器（414）根据所述的电压电流感应器（413）的输出和所述的负载阻抗的估值得到相移，相移角模块（412）根据所述的相移设置PWM信号的相移，所述的4个PWM信号模块（411）根据所述的相移角模块（412）的输出得到4个PWM信号并将信号输出到MOS驱动（11），所述PI控制器（414）包括计算单元（4131），所述的计算单元（4131）根据所述负载阻抗的估值算出当前的充电电压电流Uo_est、Io_est，并与参考电压电流Uo_ref、Io_ref比较，从而产生差值信号∆Uo、∆Io；所述的PI控制器（414）根据所述差值信号调节4个PWM信号的相移角，用以控制所述DC-AC电路输出的电流电压u1(t)、i1（t），从而进一步控制所述的AC-DC电路（3）的所述的负载Uo的电压或电流。

2.根据权利要求1所述的基于原边反馈控制器的无线功率传输系统，其特征在于，所述的DC-AC电路（1）包括电容Cbus、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4和MOS驱动（11）；

所述的MOS管Q1和所述的MOS管Q2串联，所述的MOS管Q1漏极连接到所述的电源Ubus正极，所述的MOS管Q1源极连接到所述的MOS管Q2的漏极，所述的MOS管Q2源极连接到所述的电源Ubus负极；

所述的MOS管Q3和所述的MOS管Q4串联，所述的MOS管Q3漏极连接到电源Ubus正极，所述的MOS管Q3源极连接到所述的MOS管Q4漏极，所述的MOS管Q4源极连接到电源Ubus负极；

所述电容Cbus并联在所述的电源Ubus两端；

所述MOS驱动（11）接收来自所述的原边反馈控制器的4个PWM信号，并分别输出到所述的MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极，从而控制直流到交流的变换。

3.根据权利要求2所述的基于原边反馈控制器的无线功率传输系统，其特征在于，所述的AC-AC电路（2）包括发射端和接收端；

所述的AC-AC电路（2）的发射端包括电容C1，电阻R1，发射线圈L1；

所述的MOS管Q1和所述的MOS管Q2之间的节点连接所述的电阻R1一端，所述的MOS管Q3和所述的MOS管Q4之间的节点连接到所述的电容C1的一端，所述的电阻R1和所述的电容C1另一端通过所述的发射线圈L1串联在一起；

所述的AC-AC电路（2）接收端包括接收线圈L2、电阻R2，所述的接收线圈L2和所述的电阻R2串联；

所述的发射线圈L1通过磁场耦合向所述的接收线圈L2传输无线功率。