[发明专利]一种仅通过原边移相控制实现PFC的方法

说明书

本发明公开了一种仅通过原边移相控制实现PFC的方法，该方法是在传统无线充电系统拓扑的基础上，去除传统PFC电路，使电网电压经过不控整流成工频电压直接给无线充电系统的原边逆变器供电，仅通过原边移相控制实现PFC功能，本发明的方法相比于传统拓扑，省去了额外的PFC电路，仅通过原边调制即可实现PFC，结构简单、效率高、成本低。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，涉及一种仅通过原边移相控制实现PFC的方法。

背景技术

随着电动汽车产业的迅速发展，无线充电技术凭借着其安全、灵活、方便等优势正受到越来越多的关注。传统的无线充电系统拓扑如图1所示，电网电压经过PFC(PowerFactor Correction，功率因数校正)电路整流成直流电压，通过全桥逆变器为线圈供电，副边接收端经过整流桥后输出，其中原副边均采用SS补偿网络结构。

本发明提供一种仅通过原边移相控制实现PFC的方法，以省去额外的PFC电路，简化结构，降低成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仅通过原边移相控制实现PFC的方法，相比于传统拓扑省去传统PFC电路，结构简单、效率高、成本低。

本发明采用的技术方案如下：

一种仅通过原边移相控制实现PFC的方法，其特征在于，在传统无线充电系统拓扑的基础上，去除传统PFC电路，使网侧电压经过不控整流后直接给无线充电系统的原边逆变器供电，仅通过原边移相控制实现PFC功能；具体为调控原边逆变器移相角α满足下式：

～azα＝2arcsin(B|sinωt|)

其中，ω为电网电压角频率，0≤B≤1为任意常数；

在此条件下，输出直流电压V_O为：

其中，R_L为输出端等效负载电阻，ω₀为系统谐振角频率，M为原副边线圈互感值；

实现网侧电压电流功率因数接近1。

本发明的有益效果是：

本发明的系统相比于传统拓扑，省去传统PFC电路，仅通过原边移相控制即可实现PFC，结构简单、效率高、成本低。

附图说明

图1为传统的无线充电系统拓扑。

图2为采用本发明方法的无线电能传输系统示意图。

图3为实现功率因数校正时需要使得网侧电流与电压同相示意图。

图4为实现功率因数校正时逆变器输出电压与电流有效值示意图。

图5为实现功率因数校正时整流器输入电压与电流有效值示意图。

图6为实验平台结构示意图。

图7为B取1时逆变器移相角变化曲线示意图。

图8为输出最大功率情况下电网侧电压电流(v_grid、i_grid)及其功率因数。

图9为输出最大功率情况下原边逆变器输出电压波形。

图10为输出最大功率情况下原边电流i₁。

图11为输出最大功率情况下副边电流i₂。

图12为输出最大功率情况下输出直流电压。

图13为参数B变化对移相角α(t)的影响。

图14为B取1/2时逆变器移相角变化曲线。