一种双发射无线电能传输装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，属于无线电能传输(WPT)技术领域。该装置包括主电路部分和控制电路部分，系统主电路包括交流电源、滤波电路、AC

【技术实现步骤摘要】
一种双发射无线电能传输装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，属于无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)


技术介绍

[0002]在动态无线电能传输系统和高抗偏移无线电能传输系统中，经常会使用两个发射线圈的结构来进行能量的传输，优化双发射WPT系统中的变换器结构对整个系统的稳定运行具有重要意义。目前，传统型双发射WPT系统主要采用AC
‑
DC
‑
AC间接型交
‑
交变换器，该拓扑结构需要进行多次电能变换，增加了电能传输的损耗；近年来，双发射WPT系统采用两个逆变器分别给两个线圈供电，增加了系统的成本及复杂性。为此，双发射WPT系统装置有待进一步研究与完善。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出了一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，减少了双发射无线电能传输系统电能变换的次数，为双发射无线电能传输系统提供了一种新思路。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，该装置包括主电路部分和控制电路部分，其特征在于：系统主电路包括交流电源、滤波电路、AC
‑
AC变换器、发射线圈L
p1
及其补偿网络1、发射线圈L
p2
及其补偿网络2、接收线圈L
s
、接收端补偿网络3、整流器、滤波电容C
o
和负载电阻R
o<br/>；所述滤波电路的输入端连接交流电源，滤波电路的输出端连接AC
‑
AC变换器，AC
‑
AC变换器的输出电压v1端连接补偿网络1输入端，补偿网络1输出端连接发射线圈L
p1
，AC
‑
AC变换器的输出电压v2端连接补偿网络2输入端，补偿网络2输出端连接发射线圈L
p2
，接收线圈L
s
连接补偿网络3输入端，补偿网络3输出端连接整流器输入端，整流器输出端连接滤波电容C
o
，滤波电容C
o
输出端连接负载电阻R
o
；所述控制电路包括电压传感器、调理电路、A/D转换电路、控制器、驱动电路，其中，调理电路输入端连接电压传感器，调理电路输出端连接A/D转换电路，A/D转换电路输出端连接控制器，控制器输出端连接驱动电路，驱动电路输出端连接AC
‑
AC变换器的四个开关管。
[0005]上述的一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，所述AC
‑
AC变换器电路由四个具有反向并联二极管的全控型功率半导体器件构成，其中开关S1和开关S2由两个相同的全控型功率半导体器件反向串联组成电力电子双向开关S
12
，其中开关S3和开关S4由两个相同的全控型功率半导体器件反向串联组成电力电子双向开关S
34
，开关S
12
的一端连接滤波电路一次侧，开关S
12
的另一端连接开关S
34
，开关S
34
的另一端连接滤波电路的二次侧；开关S
12
的两端作为输出电压v1端，连接补偿网络1的输入端，补偿网络1的输出端连接发射线圈L
p1
，开关S
34
的两端作为输出电压v2端，连接补偿网络2的输入端，补偿网络1的输出端连接发射线圈L
p2
。
[0006]上述的一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，所述AC
‑
AC变换器电路在功
率开关器件高频工作时输出两路互补的方波电压
[0007]v1和v2，通过反接AC
‑
AC变换器其中一路输出来保持两个发射线圈的电流同相。
[0008]上述的一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，所述AC
‑
AC变换器控制方法如下，在输入电压v
f
为正时，开关S2和开关S4导通，S1和S3在非死区时间内互补导通，所述AC
‑
AC变换器在输入电压v
f
小于或者等于0时，开关S1和开关S3导通，S2和S4在非死区时间内互补导通。
[0009]本专利技术的有益效果：
[0010]本专利技术创造性的设计了一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，为双发射线圈无线电能传输系统提供了一种新的变换器结构，减少了系统中电能变换的次数，从而减少了器件数量，降低了系统成本和体积，采用开环控制，控制简单，减少了变换器控制复杂度，为双发射WPT系统装置问题提供了一种新的解决方法。
附图说明
[0011]图1为本专利技术所述一种双发射无线电能传输装置及其控制方法电路图。
[0012]图2为本专利技术所述一种双发射无线电能传输装置及其控制方法在LCC
‑
S补偿结构下的仿真电路图。
[0013]图3为本专利技术所述一种双发射无线电能传输装置及其控制方法的控制策略。
[0014]图4为本专利技术所述一种双发射无线电能传输装置在工频正半周的工作模式。
[0015]图5为本专利技术所述一种双发射无线电能传输装置在工频负半周的工作模式。
[0016]图6为本专利技术仿真结果图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。如图1所示，一种双发射无线电能传输装置及其控制方法电路图，包括主电路部分和控制电路部分，其特征在于：系统主电路包括交流电源、滤波电路、AC
‑
AC变换器、发射线圈L
p1
及其补偿网络1、发射线圈L
p2
及其补偿网络2、接收线圈L
s
、接收端补偿网络3、整流器、滤波电容C
o
和负载电阻R
o
；所述滤波电路的输入端连接交流电源，滤波电路的输出端连接AC
‑
AC变换器，AC
‑
AC变换器的输出电压v1端连接补偿网络1输入端，补偿网络1输出端连接发射线圈L
p1
，AC
‑
AC变换器的输出电压v2端连接补偿网络2输入端，补偿网络2输出端连接发射线圈L
p2
，接收线圈L
s
连接补偿网络3输入端，补偿网络3输出端连接整流器输入端，整流器输出端连接滤波电容C
o
，滤波电容C
o
输出端连接负载电阻R
o
；所述控制电路包括电压传感器、调理电路、A/D转换电路、控制器、驱动电路，其中，调理电路输入端连接电压传感器，调理电路输出端连接A/D转换电路，A/D转换电路输出端连接控制器，控制器输出端连接驱动电路，驱动电路输出端连接AC
‑
AC变换器的四个开关管。
[0018]所述AC
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，该装置包括主电路部分和控制电路部分，其特征在于：系统主电路包括交流电源、滤波电路、AC
‑
AC变换器、发射线圈L
p1
及其补偿网络1、发射线圈L
p2
及其补偿网络2、接收线圈L
s
、接收端补偿网络3、整流器、滤波电容C
o
和负载电阻R
o
；所述滤波电路的输入端连接交流电源，滤波电路的输出端连接AC
‑
AC变换器，AC
‑
AC变换器的输出电压v1端连接补偿网络1输入端，补偿网络1输出端连接发射线圈L
p1
，AC
‑
AC变换器的输出电压v2端连接补偿网络2输入端，补偿网络2输出端连接发射线圈L
p2
，接收线圈L
s
连接补偿网络3输入端，补偿网络3输出端连接整流器输入端，整流器输出端连接滤波电容C
o
，滤波电容C
o
输出端连接负载电阻R
o
；所述控制电路包括电压传感器、调理电路、A/D转换电路、控制器、驱动电路，其中，调理电路输入端连接电压传感器，调理电路输出端连接A/D转换电路，A/D转换电路输出端连接控制器，控制器输出端连接驱动电路，驱动电路输出端连接AC
‑
AC变换器的四个开关管。2.如权利要求1所述的一种双发射无线电能传输装置及其控制方法，其特征在于：所述AC
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AC变换器电路由四个具有反...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭平安，雷旺，宋彬，易兵杰，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：