[发明专利]一种用于无线电能传输LPE位置检测的谐振腔恒流控制系统及其控制方法有效

专利信息
申请号: 202010468145.X 申请日: 2020-05-28
公开(公告)号: CN111682658B 公开(公告)日: 2022-12-16
发明(设计)人: 宋凯;李忠港;张砚驰;魏睿智;陈仪松;杨丰硕;兰宇;周天;逯仁贵;朱春波 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: H02J50/90 分类号: H02J50/90;H02J50/12;H02M3/335
代理公司: 哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 23211 代理人: 刘景祥
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 无线 电能 传输 lpe 位置 检测 谐振腔 控制系统 及其 控制 方法
【权利要求书】:

1.一种用于无线电能传输LPE位置检测的谐振腔恒流控制系统,其特征在于,所述谐振腔恒流控制系统包括原边控制器、原边逆变器、磁耦合机构、副边变换器和副边控制器,所述原边控制器与原边逆变器相连接,所述原边逆变器通过磁耦合机构与副边变换器相连接,所述副边变换器与副边控制器相连接,

所述原边控制器包括原边电流检测,所述原边电流检测发射线圈电流IP,所述电流IP通过计算得到原边ΔIP,所述原边ΔIP通过WIFI传输到副边控制器,所述副边控制器通过原边ΔIP计算副边期望Req,通过所述副边期望Req再去计算副边驱动信号,所述副边驱动信号传输到副边变换器;

所述副边控制器包括副边电流检测,所述副边电流检测接收线圈电流IS,所述电流IS通过计算得到副边ΔIS,所述副边ΔIS通过WIFI传输到原边控制器,所述原边控制器通过副边ΔIS计算原边期望vinv,通过所述原边期望vinv再去计算原边驱动信号,所述原边驱动信号传输到原边逆变器。

2.根据权利要求1所述一种用于无线电能传输LPE位置检测的谐振腔恒流控制系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法具体包括以下步骤:

步骤1:副边利用交流霍尔传感器采集得到副边谐振腔电流IS,将该值与副边参考电流IS_ref作差得到ΔIS,利用双边WIFI通信将发送至原边控制器;

步骤2:原边控制器利用ΔIS计算逆变器中MOSFET所期望的导通角和占空比,通过调节逆变器或者输入的DC电压,将副边的谐振腔电流调至参考值;

步骤3:原边再利用交流霍尔传感器采集得到原边谐振腔电流IP,将该值与原边参考电流IP_ref作差得到ΔIP,利用双边WIFI通信将发送至副边控制器;

步骤4:副边控制器利用ΔIP计算副边所期望的等效负载阻抗,通过调节可控整流的导通角等参数将等效负载阻抗调至期望值,从而完成对原边电流的调节;

步骤5:耦合机构的副边不断移动时,不断重复步骤1-4可以使原副边谐振腔内的电流达到恒定;

步骤6:系统完成LPE位置检测后,进行大功率充电,逆变器恢复正常工作状态,可控整流恢复调节最佳负载,调节电流环节完成。

3.根据权利要求2所述一种用于无线电能传输LPE位置检测的谐振腔恒流控制系统的控制方法,其特征在于,所述原边逆变器采用全桥逆变,所述副边变换器采用可控整流,拓扑选择S-S结构,所述耦合机构无要求。

4.根据权利要求2所述一种用于无线电能传输LPE位置检测的谐振腔恒流控制系统的控制方法,其特征在于,当副边耦合机构移动到原边附近时,开启无线电能传输LPE模式,输出300-500W功率。

5.根据权利要求2所述一种用于无线电能传输LPE位置检测的谐振腔恒流控制系统的控制方法,其特征在于,设定原边参考电流IP_ref,测量原边线圈电流IP,原边线圈电流IP与原边参考电流IP_ref做差得到ΔIP,公式为ΔIP=IP-IP_ref并发送至副边,副边计算Req*并控制整流;

设定副边参考电流IS_ref,测量副边线圈电流IS,副边线圈电流IS与副边参考电流IS_ref做差得到ΔIS,公式为ΔIS=IS-IS_ref并发送至原边,原边计算vinv*并控制逆变。

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