[发明专利]一种提高动态无线充电平均效率的方法

摘要

本发明公开了一种提高动态无线充电平均效率的方法，该方法包括传输线圈的绕制，传输线圈参数测定，线圈偏移耦合系数精确测定，计算理论输入电阻，确定电池前端斩波电路类型及其占空比。本方法针对普遍的串串动态谐振无线充电系统，根据实际传输电路参数设定理论参数，由于采用了特定的斩波电路实现阻抗变换作用，可在多种不同电池内阻的情况下，满足充电要求，扩大实际系统适用范围。本方法削弱了串串动态谐振无线充电系统动态充电时线圈位置变化的耦合系数改变对于无线充电效率的影响，可最大程度的保证动态充电的最高的平均效率，提升无线充电系统的传输特性。本方法中设计的整流电路与斩波电路均为常见电路，整体系统部件少，实用性强。

主权项

一种提高动态无线充电平均效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)针对于串串动态谐振无线充电系统，测量无线充电系统中的发射线圈与接收线圈在工作频率f0下的集中参数，包括发射线圈的自感L1与内阻R1，接收线圈的自感L2与内阻R2；调整接收端电路参数，使其满足其中C2为与接受线圈串联的补偿电容；所述工作频率f0为系统电源的输出交流电的频率；所述发射线圈的规格与充电系统实际无线充电应用中的使用场景相匹配,即根据充电系统实际无线充电应用中的使用场景，绕制相应规格的发射线圈与传输线圈；(2)测定传输线圈和接受线圈在使用时，耦合系数随两线圈相对位置偏移的变化上下限kmin、kmax，kmin为最小耦合系数，kmax为最大耦合系数；线圈偏移，包括两传输线圈所在平行平面的竖直间距的偏移、两线圈轴线的水平偏移、两线圈轴线夹角的偏移；所有能引起两线圈之间耦合系数发生的位置以及角度的偏移都包含其中；(3)根据发射线圈自感L1和内阻R1、接收线圈自感L2和内阻R2以及最小的耦合系数kmin，代入以下公式计算负载电池前端整流斩波电路的输入电阻Rac：Rac=R22+R2R1ω2kmin2L1L2]]>其中，ω＝2πf0为系统工作角频率；(4)根据求得的Rac以及电池充电负载RL的大小，按下式求负载前端的整流电路和斩波电路共同实现的阻抗变换系数γ：γ=π2Rac8RL]]>按以下原则确定电池前端斩波电路的类型和占空比，以使系统处于最大平均效率的状态：(a)当γ＝1时，不加入斩波电路或选择升降压型斩波电路，当使用升降压型斩波电路时，设定此电路的占空比D＝0.5；(b)当γ>1时，斩波电路选择降压型电路，设定该斩波电路的占空比D为(c)当γ<1时，斩波电路选择升压型电路，设定该斩波电路的占空比D为