[发明专利]一种面向串串补偿拓扑的无线充电系统动态调谐方法

权利要求书

1.一种面向串串补偿拓扑的无线充电系统动态调谐方法，其特征在于，所述动态调谐方法包括以下步骤：

步骤一、基于带有对称结构的软开关可控电容的可实现动态调谐的硬件电路，得到串串补偿拓扑的零相位稳频判据；

步骤二、通过相位判断法和零值搜索方法实现所述串串补偿拓扑的零相位稳频判据；

步骤三、根据零相位稳频判据对软开关可控电容的等效电容值进行调节，从而进行动态调谐；

在步骤一中，所述可实现动态调谐的硬件电路等效为串串补偿拓扑的互感模型，所述互感模型包括：发射端和接收端，所述发射端包括直流电源、发射端线圈和发射端软开关可控电容，所述直流电源、发射端线圈和发射端软开关可控电容依次连接形成闭环，所述接收端包括等效负载、接收端线圈和接收端软开关可控电容，所述等效负载、接收端线圈和接收端软开关可控电容依次连接形成闭环，

定义L₁和L₂分别为发射端线圈和接收端线圈的自感值，C₁和C₂分别为发射端线圈和接收端线圈的补偿电容值，M为发射端线圈和接收端线圈之间互感值，i₁和i₂分别为发射端线圈和接收端线圈中谐振电流，R_o和Uo分别为等效负载的电阻值和电压值，u_s为逆变器的输出电压值；

所述零相位稳频判据包括接收端稳频判据和发射端稳频判据，其中，

所述接收端稳频判据：L₂和C₂存在参数漂移时，接收线圈中谐振电流i₂与发射线圈中谐振电流i₁之间相量表达式为：

由式(1)可知：接收端工作于谐振状态时，i₂超前i₁且相位差γ₂为90°；接收端工作于失振状态时，式(2)所示γ₂不为90°，将i₂滞后90°与i₁之间相位差定义为γ_d2，即接收端工作于谐振状态时γ_d2＝0，

所述发射端稳频判据：假定接收端工作于谐振状态，发射端工作于谐振状态时，全桥逆变器输出电压u_s与i₁之间相量关系表示为式(3)，

由式(3)可知：发射端工作于谐振状态时，u_s与i₁同相位，即γ₁为0°；发射端工作于失谐状态时，式(4)所示γ₁不为0°，考虑全桥逆变器中开关管的ZVS软开关时，校正γ₁实现i₁的滞后u_s，并且以此作为发射端谐振状态判据，

2.根据权利要求1所述的一种面向串串补偿拓扑的无线充电系统动态调谐方法，其特征在于，所述带有对称结构的软开关可控电容包括：开关管S₁、开关管S₂、二极管D₁、二极管D₂、电容C_a、电容C_1s和电容C_2s，所述电容C_1s和开关管S₁串联，所述电容C_2s和开关管S₂串联，所述电容C_a和所述电容C_1s与开关管S₁构成的桥臂、电容C_2s和开关管S₂构成的桥臂并联，所述二极管D₁和开关管S₁反并联，所述二极管D₂和开关管S₂反并联，带有对称结构的软开关可控电容的干路电流为i_s并且端电压为u_s。