【技术实现步骤摘要】
一种动态无线充电最大效率跟踪系统及方法
本专利技术属于电力电子领域,具体涉及基于动态无线充电系统的最大效率传输方法。
技术介绍
无线功率传输(WirelessPowerTransfer,WPT)在方便、可靠、安全、隔离以及在恶劣环境下操作等方面比传统的有线传输有着诸多的优势,其通过收发功率线圈之间高频交变磁场耦合传递能量,已成功应用在电动汽车静态无线充电场合。为了进一步解决实际情况下线圈相对位置、负载的变化等问题,动态无线充电成为国内外研究热点,其中高效率是重中之重。近年来,人们提出了几种控制方法来保持线圈耦合或负载条件变化时的高传递效率。它们包括频率跟踪、与电感或电容器的阻抗匹配以及用DC/DC变换器进行负载变换。在频率跟踪方法中,由于频率分裂现象,频率在“过耦合”区域被调整,以调节恒定的输出电压,但在松耦合系统中不需要用此方法。在阻抗匹配方法中,谐振电容由继电器或半导体开关在固定频率处调节。因此,它可以通过改变阻抗来调节输出电压,保持恒定的输出电压,但阻抗匹配电路复杂且存在损耗,难以控制。最后一种方法在初级侧或者次级侧引入DC/DC转换器,引起人们广泛关注。该方法有两大优势。首先,通过插入DC/DC变换器,使系统在各种耦合和负载条件下实现最优负载。第二,接收端的DC/DC变换器精确地将输出电压调节到一个恒定值,这在实际的工业和商业应用中也是非常理想的。许多基于DC/DC变换器的方案被提出,但是往往需要测量功率,抑或是仅仅提出效率优化方向而并没有准确的效率跟踪准则。
技术实现思路
专利技术目的:针对动态情况下传输效率降低的问题,本专利技术提出了一种动态无线充 ...
【技术保护点】
1.一种动态无线充电最大效率跟踪系统,其特征在于,包括发送部分和接收部分;发送部分包括依次连接的直流电源、高频逆变器、磁能恢复开关MERS、开关电阻和发射线圈的寄生电阻、初级线圈;所述的磁能恢复开关MERS、开关电阻和发射线圈的寄生电阻的输入端连接至所述的高频逆变器的输出端,用于原边动态补偿;接收部分包括依次连接的次级线圈、磁能恢复开关MERS、接收线圈的寄生电阻、整流滤波电路和Boost变换器、电池负载RL;所述的磁能恢复开关MERS、接收线圈的寄生电阻的输出端连接至所述的整流滤波电路的输入端,所述的Boost变换器的输入端连接至所述的整流滤波电路的输出端,用于稳定输出电压以及最大效率追踪;所述的电池负载的输入端连接至所述的Boost变换器的输出端;在MERS动态补偿的基础上,整流滤波电路、Boost变换器以及电池负载看作等效负载,系统通过调节输入电压以及判断电路是否符合最大效率追踪准则,调节等效负载值至最优负载值,从而达到最大效率点MEP。
【技术特征摘要】
1.一种动态无线充电最大效率跟踪系统,其特征在于,包括发送部分和接收部分;发送部分包括依次连接的直流电源、高频逆变器、磁能恢复开关MERS、开关电阻和发射线圈的寄生电阻、初级线圈;所述的磁能恢复开关MERS、开关电阻和发射线圈的寄生电阻的输入端连接至所述的高频逆变器的输出端,用于原边动态补偿;接收部分包括依次连接的次级线圈、磁能恢复开关MERS、接收线圈的寄生电阻、整流滤波电路和Boost变换器、电池负载RL;所述的磁能恢复开关MERS、接收线圈的寄生电阻的输出端连接至所述的整流滤波电路的输入端,所述的Boost变换器的输入端连接至所述的整流滤波电路的输出端,用于稳定输出电压以及最大效率追踪;所述的电池负载的输入端连接至所述的Boost变换器的输出端;在MERS动态补偿的基础上,整流滤波电路、Boost变换器以及电池负载看作等效负载,系统通过调节输入电压以及判断电路是否符合最大效率追踪准则,调节等效负载值至最优负载值,从而达到最大效率点MEP。2.根据权利要求1所述的一种动态无线充电最大效率跟踪系统,其特征在于,所述的初级线圈和所述的次级线圈对称放置,通过耦合方式实现电能的无线传输。3.根据权利要求1所述的一种动态无线充电最大效率跟踪系统,其特征在于,所述的高频逆变器的输入端连接至直流电源的输出端,用于将直流电压逆变为高频电压方波;所述的整流滤波电路的输入端连接至所述的次级线圈补偿电容的输出端,用于将所述的次级线圈补偿电容输出的交流电压整流成直流电压。4.根据权利要求1所述的一种动态无线充电最大效率跟踪系统,其特征在于,磁能恢复开关MERS包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第一直流电容;其中,所述的第一开关管至所述的第四开关管的每个开关管分别反并联一个二极管,第一开关管的漏极与第一直流电容的正极相连,第一开关管的源极与第三开关管的漏极相连,第二开关管的漏极与第一直流电容的正极相连,第二开关管的源极与第四开关管的漏极相连,第三开关管的源极与第一直流电容的负极相连,第四开关管的源极与第一直流电容的负极相连,第一直流电容的两端分别从第一开关管的源极和第二开关管的源极引出。5.根据权利要求4所述的一种动态无线充电最大效率跟踪系统,其特征在于,磁能恢复开关MERS采用...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑宏,卞瑞,顾雨冰,沈建杨,郭其金,许象明,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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