[发明专利]无线电能传输系统的耦合回路互感参数检测方法及装置

权利要求书

1.一种无线电能传输系统的耦合回路互感参数检测方法，其特征在于，用于检测磁耦合谐振式无线电能传输系统的耦合回路的互感参数，所述耦合回路包括原边电路和副边电路，所述方法包括：

在所述磁耦合谐振式无线电能传输系统的原始PWM控制信号上叠加n个预设频率的低频正弦谐波信号，得到叠加控制信号，其中，n大于等于所述耦合回路的等效元件的个数，所述等效元件包括所述原边电路和所述副边电路的等效电感、等效电容、等效电阻；

将所述叠加控制信号输入所述原边电路；

对所述副边电路的输出信号进行分离，并检测所述n个预设频率对应的电压和电流的输出谐波分量，得到所述n个预设频率对应的输出谐波电压和输出谐波电流；

根据所述n个预设频率对应的输出谐波电压和输出谐波电流，以及耦合回路的方程式，将所述n个预设频率对应的输出谐波电压和输出谐波电流分别代入所述耦合回路的方程式，得到n个方程式，根据所述n个方程式求解所述耦合回路的等效元件参数；所述耦合回路的方程式是基于基尔霍夫电压定律建立的方程式，所述耦合回路的方程式用于表征等效元件参数、输出谐波电压和输出谐波电流之间的关系；所述耦合回路的方程式为：

其中，x1＝Rp，x2＝Lp，x4＝Ls，x5＝LsCs，Rp表示原边等效电阻，Lp表示原边电感，Cp表示原边串联电容，Ls表示副边电感，Cs表示副边并联补偿电容，ω表示所述叠加控制信号的频率，Ip表示原边电感电流谐波分量的等效值、Io表示所述输出谐波电流，Up表示原边电路输出电压的等效值，Uo表示输出谐波电压；

通过公式计算所述耦合回路的互感参数，其中，M表示所述耦合回路的互感参数，Is表示副边电感电流谐波分量的等效值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述磁耦合谐振式无线电能传输系统的原始PWM控制信号上叠加预设频率的低频正弦谐波信号，得到叠加控制信号，包括：

分别向所述原始PWM控制信号上叠加n个不同频率的低频正弦谐波信号，得到n个不同频率的叠加控制信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述副边电路的输出信号进行分离，并检测所述n个预设频率对应的电压和电流的输出谐波分量，得到所述n个预设频率对应的输出谐波电压和输出谐波电流，包括：

通过带通滤波器，分别对所述副边电路的n个输出信号进行分离，并检测所述n个预设频率对应的电压和电流的输出谐波分量，得到所述n个预设频率对应的输出谐波电压和输出谐波电流。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设频率的低频正弦谐波信号为：其中，ω表示低频正弦谐波的频率，k表示低频正弦谐波信号的编号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述磁耦合谐振式无线电能传输系统的原始PWM控制信号上叠加预设频率的低频正弦谐波信号，得到叠加控制信号，包括：

向所述原始PWM控制信号同时叠加n个不同频率的低频正弦谐波信号，得到所述叠加控制信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设频率的低频正弦谐波信号为：其中，ω表示低频正弦谐波的频率，k表示低频正弦谐波信号的编号。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述副边电路的输出信号进行分离，并检测所述n个预设频率对应的电压和电流的输出谐波分量，得到所述n个预设频率对应的输出谐波电压和输出谐波电流，包括：

通过n个谐振调节器，对所述副边电路的输出信号进行分离，并检测所述n个预设频率对应的电压和电流的输出谐波分量，得到所述n个预设频率对应的输出谐波电压和输出谐波电流。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述耦合回路的等效元件参数和所述耦合回路的互感参数中的至少一个，调整控制所述磁耦合谐振式无线电能传输系统，以使所述磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率稳定。