一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法技术

本发明专利技术提供了一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法，利用示波器对系统输出侧电压及电流进行检测，并将测量结果反馈到MOSFET管的控制器，通过对MOSFET管占空比的调节恢复谐振状态。本发明专利技术有益效果：一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法，针对于磁耦合谐振式电动汽车无线充电系统中的失谐问题使用，在系统中添加柔性可调节电容模块在系统失谐时柔性可调节电容通过调节MOSFET管的占空比来实现阻抗匹配，重新回到谐振状态，能够提高系统互操作性，为无线充电提供高效且安全的保障。供高效且安全的保障。供高效且安全的保障。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法


[0001]本专利技术属于电动汽车无线电能传输领域，尤其是涉及一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法。

技术介绍

[0002]目前已有的针对无线充电系统的开关电容调谐不足有两点：一是调谐模块中的电容是单个电容，其电容可调节范围小，调节速度慢，并非本专利中提到的柔性可调节电容；二是整个无线充电系统中元件参数容易受到环境影响，相应的产品大多只针对无线充电系统中耦合机构中的电感参数变化导致的失谐来进行调谐，忽略了其他的元件影响，只针对单个元件的参数变化来进行调谐是否合理。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法，以至少解决
技术介绍
中的至少一个问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法，利用示波器对系统输出侧电压及电流进行检测，并将测量结果反馈到MOSFET管的控制器，通过对MOSFET管占空比的调节恢复谐振状态。
[0006]进一步的，包括电源模块、逆变模块、补偿模块、调谐模块、整流模块、检测模块、控制模块；
[0007]所述逆变模块包括MOSFET功率管；
[0008]所述耦合模块用于进行电能的传输；
[0009]所述调谐模块包括柔性可调节电容模块，通过调节柔性可调节电容中MOSFET管的占空比来重新实现系统谐振；
[0010]所述检测模块包括高精度示波器，通过输出侧电压电流的相位的测量，将其反馈给智能开关控制器；
[0011]所述控制模块包括智能开关控制器，用于实现MOSFET管占空比的调节。
[0012]进一步的，调谐模块、检测模块、控制模块构成形成闭环调节控制；
[0013]检测模块通过检测输出的电压电流相位差，将其传输给控制模块，控制模块通过调节MOSFET管占空比对调谐模块进行控制调节，以满足电压电流零相位要求。
[0014]进一步的，当与Cf2串联的MOSFET管关断时，此时电路为串联谐振，即C2、Cdac3、Cdac4和Lf2发生串联谐振，此时电路拓扑为s型拓扑；
[0015]当与Cf2串联的MOSFET管导通时电路为并联谐振，即C2、Cdac3、Cdac4、Cf2和Lf2发生串联谐振,此时电路拓扑为s型拓扑。
[0016]进一步的，包括以下步骤：
[0017]S1、无线充电系统正常工作；
[0018]S2、发生失谐现象，示波器检测输出电压电流相位差
Φ
；
[0019]S3、示波器将相位差
Φ
传输给智能开关控制器；
[0020]S4、控制器调节与电容Cdacn并联MOSFET的占空比来进行调谐；
[0021]S5、判断示波器检测输出侧电压电流相位差
Φ
是否为0，如果是则结束调整，否则继续调整后再执行步骤S5。
[0022]相对于现有技术，本专利技术所述的一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法具有以下有益效果：
[0023]本专利技术所述的一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法，针对于磁耦合谐振式电动汽车无线充电系统中的失谐问题使用，在系统中添加柔性可调节电容模块在系统失谐时柔性可调节电容通过调节MOSFET管的占空比来实现阻抗匹配，重新回到谐振状态，能够提高系统互操作性，为无线充电提供高效且安全的保障，具有广阔的市场前景，本方案可以应用于全功率等级(MF
‑
WPT1
‑
7)电动汽车等大功率无线充电，适应性强，应用面广。
附图说明
[0024]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0025]图1为本专利技术实施例所述的无线充电系统拓扑图；
[0026]图2为本专利技术实施例所述的调谐电路MOSFET占空比为0和100％时的等效电路图；
[0027]图3为本专利技术实施例所述的无线充电系统整体模块图；
[0028]图4为本专利技术实施例所述的检测模块和调谐模块工作流程图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1‑
电源模块；2
‑
逆变模块；3
‑
补偿模块；4
‑
耦合模块；5
‑
调谐模块；6
‑
整流模块；7
‑
检测模块；8
‑
控制模块。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0033]本方案属于电动汽车无线电能传输领域，针对于磁耦合谐振式电动汽车无线充电系统中的失谐问题使用，在系统中添加柔性可调节电容模块在系统失谐时柔性可调节电容通过调节MOSFET管的占空比来实现阻抗匹配，重新回到谐振状态，能够提高系统互操作性，为无线充电提供高效且安全的保障，具有广阔的市场前景。该专利可以应用于全功率等级(MF
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WPT1
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7)电动汽车等大功率无线充电，适应性强，应用面广。
[0034]在电动汽车无线电能传输系统中，由于不同商家制造的不同设备存在一定的参数误差以及系统收到充电环境的影响(如温度、湿度等因素)导致系统受到影响，从而发生失谐现象，导致电动汽车充电效率降低。本专利可以有效地通过柔性可调节电容来提高系统传输效率，在系统失谐情况下，通过高精度示波器对输出侧电压和电流相位的监控，对二次侧补偿拓扑中MOSFET管调节，实现对系统主动调谐，若输出侧电压电流相位相同，则停止调
节，若电压电流相位不同，则继续调节直到相位相同，实现了电动汽车无线充电系统中充电高效性，安全性和可靠性。
[0035]本专利所要解决的主要问题是，对于无线充电系统中由于各种原因使系统发生失谐现象，导致系统传输效率降低的问题，从而提出一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐拓扑，通过调节MOSFET管的占空比来进行阻抗匹配，使系统重新回到谐振状态，满足高效充电的目的。
[0036]本方案所采用的技术方案是：利用高精度示波器对系统输出侧电压及电流进行检测，并将测量结果反馈到MOSFET管的控制器，通过对MOSFET管占空比的调节恢复谐振状态。整个系统包括以下六个组成部分：电源模块1；逆变模块2，逆变模块2采用MOSFET功率管，开关频率采用标准85kHz，频带范围81.38kHz～90.00kHz；补偿模块3；耦合模块4，进行电能的传输；调谐模块5，即柔性可调节电容模块，通过调节柔性可调节电容中MOSFET管的占空比来重新实现系统谐振；整流模块6；检测模块7，高精度示波器通过输出侧电压电流的相位的测量，将其反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法，其特征在于：利用示波器对系统输出侧电压及电流进行检测，并将测量结果反馈到MOSFET管的控制器，通过对MOSFET管占空比的调节恢复谐振状态。2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法，其特征在于：包括电源模块、逆变模块、补偿模块、调谐模块、整流模块、检测模块、控制模块；所述逆变模块包括MOSFET功率管；所述耦合模块用于进行电能的传输；所述调谐模块包括柔性可调节电容模块，通过调节柔性可调节电容中MOSFET管的占空比来重新实现系统谐振；所述检测模块包括高精度示波器，通过输出侧电压电流的相位的测量，将其反馈给智能开关控制器；所述控制模块包括智能开关控制器，用于实现MOSFET管占空比的调节。3.根据权利要求2所述的一种用于电动汽车无线充电的柔性可调节电容调谐方法，其特征在于：调谐模块、检测模块、控制模块构成形成闭环调节控制；检测模块通过检测输出的电压电流相位差，将其传输给控制模块，控制模块通过调节MOSFET...

【专利技术属性】
技术研发人员：张献，薛瑞光，陈婷，陈志鑫，王冉，刘世奇，马贤杰，徐伟达，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：