[发明专利]基于双DC-DC变换器的发送端动态调谐装置及方法

摘要

本发明公开了基于双DC‑DC变换器的发送端动态调谐装置及方法，发送端包括依次相连的直流电源E、DC/DC变换器DA、全桥逆变器NA、发送端补偿网络TC、发射线圈Lp；接收端包括依次相连的接收线圈Ls、接收端补偿网络RC、整流桥Z、负载R以及并联在负载R两端的直流滤波电容Cd；动态调谐装置包括DC/DC变换器DB、全桥逆变器NB和变压器。本发明的有益效果是：直接测量逆变器的输出电压和电流的相位来判断发送端谐振状态，简单有效、实时性好；调谐装置保持全桥逆变器NB的输出为阻性，减小了系统的无功功率，通过谐振调节，可减小电源容量，而且可实时调谐，调谐精度高，使发送端更接近理想的谐振状态；利用DC/DC变换器使输出电压构成闭环控制保持输出恒压。

主权项

1.基于双DC‑DC变换器的发送端动态调谐装置的调谐方法，所述发送端包括依次相连的直流电源E、DC/DC变换器DA、全桥逆变器NA、发送端补偿网络TC、发射线圈Lp；还包括接收端，接收端包括依次相连的接收线圈Ls、接收端补偿网络RC、整流桥Z、负载R以及并联在负载R两端的直流滤波电容Cd；所述动态调谐装置包括DC/DC变换器DB、全桥逆变器NB和变压器；DC/DC变换器DB的输入端并联在DC/DC变换器DA的输入端，DC/DC变换器DB的输出端依次通过全桥逆变器NB、变压器原边补偿网络PC连接到变压器原边Lcp，变压器副边Lcs串联在全桥逆变器NA和发送端补偿网络TC之间；全桥逆变器NA和发送端补偿网络TC之间还串联有交流电流传感器IS,全桥逆变器NA的输出端还并联有交流电压传感器UM；交流电流传感器IS的输出端和交流电压传感器UM的输出端分别通过相位检测装置PD连接到发送端控制器KP，无线通信设备接收端WR也连接到发送端控制器KP；全桥逆变器NB和变压器原边补偿网络PC之间还串联有交流电流传感器IC，其输出端连接到发送端控制器KP；发送端控制器KP的输出驱动信号端分别连接到DC/DC变换器DA、DC/DC变换器DB、全桥逆变器NA和全桥逆变器NB的控制信号输入端；负载R还并联有直流电压传感器UO，其输出端通过接收端控制器KS连接到无线通信设备发送端WF；无线通信设备发送端WF和无线通信设备接收端WR通过无线信道连接；其特征在于，包括：设定全桥逆变器NA输出端的交流电压和交流电流之间的相位差参考值δ_ref为0；发送端控制器KP根据交流电流传感器IC测得的全桥逆变器NB的输出电流产生全桥逆变器NB控制信号，使全桥逆变器NB的输出电压和电流同相；利用交流电压传感器UM测得全桥逆变器NA的输出电压，利用交流电流传感器IS测得全桥逆变器NA的输出电流，再利用相位检测装置PD比较全桥逆变器NA的输出电压和输出电流的相位差δ，判断其是否达到相位差参考值δ_ref附近；若相位差δ未达到参考值δ_ref附近，通过发送端控制器KP调节DC/DC变换器DB占空比来改变全桥逆变器NB的输出阻值，使发送端的输入阻抗改变，从而使全桥逆变器NA的输出电压和输出电流的相位差δ达到参考值δ_ref附近；所述判断相位差δ是否达到参考值δ_ref附近用于判断发送端是否处于谐振状态，设定谐振相位差的固定参考值为β，如果|δ|≤|β|，则认定δ达到参考值δ_ref附近，发送端谐振。