[发明专利]动态无线供电系统接收端多模块SISO电路拓扑的控制方法

说明书

本发明提供了电动汽车大功率动态无线供电系统接收端多模块SISO电路拓扑及控制方法，所述电路拓扑结构具体包括磁耦合机构和补偿拓扑，接收端电能变换器和负载；所述磁耦合机构和补偿拓扑与接收端电能变换器相连接，接收端电能变换器与负载相连接；所述接收端电能变换器分为两个电能变换模块，每个电能变换模块均包含不控整流桥和buck‑boost电路模块；本发明应用于电动汽车，自动导引车，轨道交通等对象的动态无线供电领域；接收端变换器输出侧串联，两组串联的接收端电能变换器内部相互独立，具备模块化使用的优势，使用更多模块串联以实现更大功率与更宽范围的电压调节幅度，实现在更宽范围输入情况下的输出电能稳定性。

技术领域

本发明涉及无线供电领域，具体地，涉及动态无线供电系统接收端多模块SISO电路拓扑的控制方法。

背景技术

目前市面上的大功率动态无线供电系统接收端能量变换电路方案普遍存在以下问题：

1.动态无线供电系统的基本结构如图1所示，分为原边系统(地面部分)与副边系统(车载部分)两大部分，在大功率应用中，通常要使副边无线电能传输技术系统输出的感应电压足够高以满足传输功率与效率的需求，但是由于电力电子器件的电压应力阈值和成本的限制，副边电能管理部分的输入电压一般要限制在一定的范围之内。

2.图2所示的两种典型的应用在大功率无线供电系统中的副边能量管理电路结构，图2(a)中DC-DC变换模块中通常使用IGBT或功率MOSFET作为开关器件，图2(b)中使用可控整流模块作为能量管理电路的主要模块，通常使用MOSFET作为开关器件，这两种器件由于现有制造技术的限制，其功率容量与频率存在交叉限制，不能实现电动汽车大功率高效率的能量输出。

3.动态无线供电系统中，由于原副边线圈的位置随车辆运动而实时变化，其副边耦合的电压波动较大，因而高频整流模块有着宽范围的电能输入需求，在相同的输出功率等级下，高频整流输入可承受的输入电压越低，接收端线圈中运行的平均电流越大，不利于提升系统传输效率，也不利于接收端线圈的轻薄化与小型化，长期运行时的安全性和经济性也就越差。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前电动汽车，自动导引车(AGV)，轨道交通等对象的动态无线供系统存在传输效率低，接收端模块过大，安全性和经济性差等问题，提出了一种电动汽车大功率动态无线供电系统接收端多模块SISO电路以及控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，电动汽车大功率动态无线供电系统接收端多模块SISO电路拓扑，所述SISO电路是一种基于接收端buck-boost电路模块的输入串联、输出串联的副边能量管理电路；所述电路拓扑结构具体包括磁耦合机构和补偿拓扑，接收端电能变换器和负载；所述磁耦合机构和补偿拓扑与接收端电能变换器相连接，接收端电能变换器与负载相连接；所述接收端电能变换器包含第一电能变换模块和第二电能变换模块，第一电能变换模块包含第一不控整流桥和第一buck-boost电路模块，第二电能变换模块包含第二不控整流桥和第二buck-boost电路模块，所述第一不控整流桥和第一buck-boost电路模块相连接，所述第二不控整流桥和第二buck-boost电路模块相连接。

进一步地，第一不控整流桥和第二不控整流桥串联连接，所述的第一不控整流桥中包含二极管D₅、二极管D₆、二极管D₇、二极管D₈和电容C₁；所述电容C₁的一端分别和二极管D₅、二极管D₆的一端连接，二极管D₅的另一端和二极管D₇的一端连接，二极管D₆的另一端和二极管D₈的一端连接，电容C₁的另一端分别和二极管D₇、二极管D₈的另一端相连接，所述第二不控整流桥的结构和第一不控整流桥的结构相同。