一种双向无线电能传输系统的功率传输方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双向无线电能传输系统的功率传输方法及装置，属于DC/DC变换器领域，包括：在轻载条件下维持第一全桥变换器开关频率不变，并降低第二全桥变换器开关频率；采集第一全桥变换器流输出信号，与设定值作差后进行PI控制，并归一化为第一全桥变换器的内移相角β

【技术实现步骤摘要】
一种双向无线电能传输系统的功率传输方法及装置
本专利技术属于DC/DC变换器领域，更具体地，涉及一种双向无线电能传输系统的功率传输方法及装置。
技术介绍
近年来，随着能源传输安全性、可靠性和效率的要求越来越高，无线电能传输成为了研究的热点。目前主要研究方向为单向传输系统，随着能源互联网以及智能配电网相关技术的发展，双向无线充电系统开始具有独特的优势。由于具有双向电能传输的特性，车载电池电能和电网可以双向流动。因此车载电池电能可以流向电网，通过智能调控则可实现有序充电和对电网的削峰填谷优化功能。同时对于用户，由于无线电能传输不存在电线接口，避免了触电漏电的危险，操作便捷，设备兼容性强，从而更有利于用户充电放电。因此，双向无线电能技术可以促进电动汽车作为智能电网的一类分布储能系统，推动能源互联网的发展。在双向无线电能传输系统中，当用户侧负载功率需求较低时，若采用传统的全桥变换器输出的方波中基波进行功率传输，此时全桥变换器输出的方波脉宽宽度很小，变换器中开关管不易实现软开关，因此此时为了保证实现软开关会大大减小谐振网络双侧的基波相位差，从而增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向无线电能传输系统的功率传输方法，所述双向无线电能传输系统包括依次级联的原边全桥变换电路，原边谐振补偿网络，弱耦合变压器，副边谐振补偿网络，副边全桥变换电路和滤波电路，其特征在于，所述功率传输方法包括：/n在所述双向无线电能传输系统满足预设的轻载条件时，维持第一全桥变换器的开关频率不变，并降低第二全桥变换器的开关频率；所述第一全桥变换器为所述原边全桥变换器，所述第二全桥变换器为所述副边全桥变换器，或者，所述第一全桥变换器为所述副边全桥变换器，所述第二全桥变换器为所述原边全桥变换器；/n采集所述第一全桥变换器直流侧的直流输出信号，与相应的设定值作差后，对所得差值进行PI控制并将控制结果...

【技术特征摘要】
1.一种双向无线电能传输系统的功率传输方法，所述双向无线电能传输系统包括依次级联的原边全桥变换电路，原边谐振补偿网络，弱耦合变压器，副边谐振补偿网络，副边全桥变换电路和滤波电路，其特征在于，所述功率传输方法包括：
在所述双向无线电能传输系统满足预设的轻载条件时，维持第一全桥变换器的开关频率不变，并降低第二全桥变换器的开关频率；所述第一全桥变换器为所述原边全桥变换器，所述第二全桥变换器为所述副边全桥变换器，或者，所述第一全桥变换器为所述副边全桥变换器，所述第二全桥变换器为所述原边全桥变换器；
采集所述第一全桥变换器直流侧的直流输出信号，与相应的设定值作差后，对所得差值进行PI控制并将控制结果归一化到[-180°,+180°]，得到所述第一全桥变换器的内移相角β2；
基于所述内移相角β2，由ZVS软开关条件函数和效率优化函数计算所述第一全桥变换器的基波相位移相角δ和所述第二全桥变换器的内移相角β1；所述ZVS软开关条件函数用于限定所述系统实现ZVS软开关时，所述内移相角β2、所述基波相位移相角δ以及所述内移相角β1之间应满足的关系；所述效率优化函数用于限定所述双向无线电能传输系统中的谐振补偿网络满足负载匹配条件和预设的功率因数；
根据所述内移相角β2和所述基波相位移相角δ，更新所述第一全桥变换器的数字处理器中的参数，并根据所述内移相角β1更新所述第二全桥变换器的数字处理器中的参数，使所述第一全桥变换器和所述第二全桥变换器分别输出脉冲宽度为β2和β1的对称方波，且两个对称方波相应频次的分量的相位差为δ，从而实现谐波-基波混合功率传输。


2.如权利要求1所述的双向无线电能传输系统的功率传输方法，其特征在于，所述降低第二全桥变换器的开关频率，包括：
按照CTRMAX'＝N*CTRMAX更新所述第二全桥变换器的数字处理器中载波计数器的最大值；
其中，N为大于1的奇数，CTRMAX和CTRMAX'分别表示更新前、后所述第二全桥变换器的数字处理器中载波计数器的最大值。


3.如权利要求2所述的双向无线电能传输系统的功率传输方法，其特征在于，N＝3。


4.如权利要求2所述的双向无线电能传输系统的功率传输方法，其特征在于，所述ZVS软开关条件函数和所述效率优化函数分别为：
G1:
G2:
其中，G1和G2分别表示所述ZVS软开关条件函数和所述效率优化函数，U2dc和U1dc分别表示所述第一全桥变换器和所述第二全桥变换器的直流侧电压，θ为预设的相位裕量值，5°≤θ≤10°。


5.如权利要求2所述的双向无线电能传输系统的功率传输方法，其特征在于，所述ZVS软开关条件函数和所述效率优化函数分别为：
G1:
G2:β1＝2/3sin-1(Kβ_opt·sin(β2/2))；
其中，G1和G2分别表示所述ZVS软开关条件函数和所述效率优化函数，θ为预设的相位裕量值，5°≤θ≤10°；Kβ_opt表示Kβ的最优值，Kβ_opt＞1，且Kβ_opt·sin(β2/2)的幅值区间为0～1。


6.如权利要求1-5任一项所述的双向无线电能传输系统的功率传输方法，其特征在于，所述根据所述内移相角β2和所述基波相位移相角δ，更新所述第一全桥变换器的数字处理器中的参数，包括：
根据如下计算式更新第一数字处理器中各比较器寄存器中的数值A11、B12、A12和B12：












其中，所述第一数字处理器为所述第一全桥变换器的数字处理器，CTRMAX1为所述第一数字处理器中载波计数器的最大值；函数V1(x)的定义为：当所述第一数字处理器中载波计数器的值CTR1＝A11时，所述第一全桥变换器的第一桥臂的上开关管的驱动信号PWM11A为高电平，当CTR1＝B11时，所述第一全桥变换器的第一桥臂的上开关管的驱动信号PWM11A...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌松，蒋梦杰，贾舒然，段善旭，陈浩文，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42