[发明专利]双线圈独立驱动型无线充电装置及其控制方法

说明书

本发明提供了一种双线圈独立驱动型无线充电装置及其控制方法，包括发射电路、接收电路、控制电路以及负载R；所述发射电路将直流电逆变成交流电，并产生交变磁场；所述接收电路在交变磁场中感应出电压，并整流成直流电供给负载R使用；所述控制电路采集负载R的电流和电压信号，并将电流和电压信号进行处理，通过处理后的电流和电压信号对发射电路进行驱动。本发明能够解决现有单个无线电能传输逆变拓扑不能独立驱动两个线圈的问题，提高了控制自由度和功率等级；且给出的控制方法和参数设计使该拓扑不仅在负载变化时而且线圈发生移位时均可以保持恒定的电流给电池充电。

技术领域

本发明涉及电学的技术领域，具体地，涉及一种双线圈独立驱动型无线充电装置及其控制方法。尤其是，优选的涉及一种带下拉钳位的双线圈独立驱动型无线充电装置的控制方法。

背景技术

近年来，随着无线电能传输技术的不断发展，应用场合也逐渐增多，很多场合不再满足于一个发射单元，出现了多对单、多对多的需求。然而目前实现两个及其以上的发射单元大多采用多个逆变电路对应多个发射线圈，或者采用单个逆变电路在谐振腔内级联两个或多个发射线圈，采用切换开关进行控制。前一种方案具有结构复杂，电路所需器件较多，可靠性差的缺陷；后一种方案线圈的利用率较低，而且所有线圈均在一个谐振腔内控制独立性差，具有很大的局限性。现有的单个逆变拓扑结构，采用切换开关控制多个线圈运行，但各线圈均在同一谐振回路中，无法独立控制且线圈利用率低。或者采用多个逆变拓扑并联对多个线圈进行独立控制，这种增加了逆变器个数，增加了成本。

公开号为CN114221452A的中国发明专利文献公开了一种具有电池能量均衡功能的电动汽车无线充电装置及其控制方法，包括电源侧电路、接收电路、均衡电路。电源侧电路包括第一整流电路、LC滤波电路、逆变电路，工频电源AC连接第一整流电路，第一整流电路连接LC滤波电路，LC滤波电路连接逆变电路，逆变电路连接发射线圈L1。接收电路包括第二整流电路、可变电容、串联电池组，接收线圈L2连接第二整流电路，第二整流电路连接可变电容，可变电容连接串联电池组。均衡电路包括均衡单元、开关阵列，均衡单元连接开关阵列，开关阵列连接串联电池组。

公开号为CN114142626A的中国发明专利文献公开了一种用于动态无线充电的多接收线圈组结构及无源控制算法，无线充电系统的原边发射端线圈及小车上接收端副边线圈采用双矩形线圈，每单个线圈的由两个小的矩形项圈组成并在线圈下方铺设三条磁芯组成，原边发射端线圈铺设方式在小车经过的路径上、每隔一个线圈宽度铺设一个发射线圈；接收端副边线圈采用2个线圈或者4个线圈组成一个线圈组；采用PLECS软件通过以下对小车无源控制恒压恒流充电进行验证。上述专利采用多个切换开关的方式实现对多个线圈的控制，但是线圈利用率较低，并且所有线圈均在同一谐振回路中，相互影响较大。

公开号为CN112564309A的中国发明专利文献公开了一种基于多线圈解耦集成的紧凑型无线充电系统，包括高频逆变器电路、谐振网络以及整流器电路；高频逆变器电路，将逆变器输入侧的直流电压转为高频交流电压，用于激励谐振网络；谐振网络，受高频交流电压激励后，线圈产生高频交流电流，激发高频电磁场，使得副边线圈感应出高频电压，从而实现能量从原边传递到副边；整流器电路，将谐振网络输出的高频交流电压，经全桥整流后再经过滤波电容得到直流电压用于后级负载供电。上述专利采用两个逆变器并联进行两个发射线圈的驱动，所用器件较多。

针对上述中的相关技术，发明人认为上述内容需要多个逆变器并联结构对线圈进行驱动，针对带下拉钳位的双线圈独立驱动型无线充电装置在具体的电池充电场合，需要满足电池充电时的恒流，而线圈的偏移和负载的变化将导致实际中无法实现恒流，所以设计一种新型的适应该装置的控制方法具有研发价值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双线圈独立驱动型无线充电装置及其控制方法。

根据本发明提供的一种双线圈独立驱动型无线充电装置，包括发射电路、接收电路、控制电路以及负载R；

所述发射电路将直流电逆变成交流电，并产生交变磁场；