[发明专利]一种基于正交双通道算法的无线充电系统用互感辨识方法

权利要求书

1.一种基于正交双通道算法的无线充电系统用互感辨识方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤1、构建带有补偿拓扑的无线充电系统电路结构，系统直流输入电压经过逆变器后，形成交变磁场，然后通过发射线圈传输到接收线圈，经过副边全桥整流/滤波电路后，为系统负载提供电能，电路结构中原边部分和副边部分通过无线方式交互信息；

步骤2、根据负载的充电电流I_o与充电电压U_o得到等效负载电阻R_o，确定副边全桥整流/滤波电路的等效输入电阻R_e；

步骤3、确定副边阻抗Z₂以及副边阻抗Z₂映射到原边的反馈阻抗Z_r；

步骤4、根据系统工作频率与原边和副边的谐振频率一致，对反馈阻抗Z_r的表达式进行简化处理；

步骤5、忽略副边整流/滤波电路的损耗，可得原边有功功率P₁与互感值M之间函数关系式，利用正交双通道算法计算原边有功功率P₁；

步骤6、得到互感辨识用函数表达式；

所述利用正交双通道算法计算原边有功功率P₁，具体为：通过霍尔电流传感器和电压传感器同时测量发射线圈的谐振电流i₁(t)及其补偿电容的谐振电压u_c1(t)，采用原边控制器对i₁(t)和u_c1(t)进行正交双通道运算，从而计算得到原边有功功率P₁；

假设发射线圈的谐振电流i₁(t)及其补偿电容的谐振电压u_c1(t)表达式为：

其中，I_{1_rms}和U_{c1_rms}分别为发射线圈的谐振电流i₁(t)及其补偿电容的谐振电压u_c1(t)的有效值，f为谐振频率，θ表示谐振电流i₁(t)及其谐振电压u_c1(t)之间相位差；t为时间；

用于实现正交双通道算法的两路正交信号为：

其中，f₁为正交信号的频率；

通过乘法器对两路正交信号进行混频运算，然后采用低通滤波器滤除高频分量，此时用于计算原边有功功率P₁的表达式为：

P₁＝2(H_I1H_I2+H_Q1H_Q2)

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述补偿拓扑为串联-串联、LCL-串联或LCC-串联。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤1中，原边串联电感L₁₁、发射线圈与补偿电容C₁构成原边谐振回路；接收线圈与补偿电容C₂构成副边串联谐振回路。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：R_e的表达式为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述副边阻抗Z₂的表达式为：

其中，R₂为接收线圈的内阻值，ω为系统工作角频率，L₂为接收线圈的自感值以及C₂为补偿电容C₂的容值；

所述副边阻抗Z₂映射到原边的反馈阻抗Z_r的表达式为：

其中，M为发射线圈和接收线圈的互感值。