用于LCC/LCC型无线充电系统及其互感测量方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于LCC/LCC型无线充电系统及其互感测量方法，所述无线充电系统的拓扑包括原边直流电压源、逆变器、补偿谐振电路、整流桥、滤波电路和副边直流电压源；所述原边直流电压源的母线总电压为U

【技术实现步骤摘要】
用于LCC/LCC型无线充电系统及其互感测量方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车无线充电
，具体涉及一种用于LCC/LCC型无线充电系统及其互感测量方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电动汽车的发展，无线充电技术由于其安全性和便利性的优点，得到广泛关注。在无线充电过程中，互感值影响系统各支路电压和电流的大小，从而改变软开关的实现条件和系统的通态损耗，此外输出的最大功率也随互感的变化而变化。因此提出对互感系数的测量具有很大的研究意义和工程价值。
[0003]文献“具有原边互感识别功能的恒流恒压无线充电系统开发”[J].电机与控制学报，2021,25(04):52
‑
60.DOI:10.15938/j.emc.2021.04.007。其根据负载电阻和输出电流的大小可以测量原副边线圈间的互感，但是实际应用中负载电阻无法在线准确测量。
[0004]文献YIN Jian，LIN Deyan，PARISINI T，et al.Front
‑
end monitoring of the mutual inductance and load resistance in a series
–
series compensated wireless power transfer system[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2016，31(10)：7339
‑
7352.提出了一种通过改变系统工作频率，测量非谐振状态下无线充电系统输入阻抗幅值
·
及相角的方式获取线圈间互感值，但是LCC/LCC系统输出特性与频率呈现非线性关系，调频控制复杂。
[0005]专利技术专利《一种加载辅助线圈的电动汽车无线充电装置及充电方法》(申请号：202011607155.3)提出了一种在辅助线圈上增加互感测量模块的方式获取互感值，该方法增加了硬件电路，使成本大幅提高。
[0006]综上所述，现有的无线充电系统控制技术仍然存在如下问题：
[0007]1、实际工作中，负载电阻无法在线准确测量；
[0008]2、LCC/LCC型无线充电系统的调频控制复杂；
[0009]3、通过额外的硬件测量互感成本高、体积大。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种用于LCC/LCC型无线充电系统及其互感测量方法，解决的技术问题为对互感值的准确测量，本专利技术提供的一种测量原副边电感的方法，进而为无线充电系统的优化运行奠定基础。
[0011]本专利技术的技术方案：一种用于LCC/LCC型无线充电系统，所述无线充电系统的拓扑包括原边直流电压源、逆变器、补偿谐振电路、整流桥、滤波电路和副边直流电压源；所述原边直流电压源的母线总电压为U
i
；所述副边直流电压源的母线总电压为U
o
；所述逆变器由四个开关管组成全桥结构，四个开关管分别记为S
P1
、S
P2
、S
P3
和S
P4
，其中，S
P1
和S
P2
构成逆变器的超前桥臂，S
P3
和S
P4
构成逆变器的滞后桥臂；所述整流桥由四个开关管组成全桥结构，四个开关管分别记为S
S1
、S
S2
、S
S3
和S
S4
，其中，S
S1
和S
S2
构成整流桥的超前桥臂，S
S3
和S
S4
构成整流
桥的滞后桥臂；所述补偿谐振电路包括原边补偿谐振电路和副边补偿谐振电路，其中，原边补偿谐振电路包括原边串联补偿电容C1与发射线圈L1组成的串联支路与谐振电容C
f1
并联后与补偿电感L
f1
串联，副边补偿谐振电路由副边串联补偿电容C 2
与接收线圈L 2
组成的串联支路与谐振电容C
f2
并联后与补偿电感L
f2
串联；所述原边直流电压源正极连接逆变器输入端正极，原边直流电压源负极连接逆变器输入端负极，逆变器输出端接补偿谐振电路输入侧。
[0012]进一步的，所述滤波电路包括滤波电容C0。
[0013]一种用于LCC/LCC型无线充电系统互感测量的方法，包括对负载输出电流的采样，包括以下步骤：
[0014]步骤1、原边四个驱动信号逆变器开关管S
P1
的驱动信号Q
P1
、逆变器开关管S
P2
的驱动信号Q
P2
、逆变器开关管S
P3
的驱动信号Q
P3
和逆变器开关管S
P4
的驱动信号Q
P4
，开关频率记为f，其中，驱动信号Q
P1
和Q
P4
之间的时间差为0，驱动信号Q
P2
滞后于驱动信号Q
P1
，驱动信号Q
P3
滞后于驱动信号Q
P4
，滞后时间均为1/2f，将驱动信号Q
P1
、Q
P2
、Q
P3
和Q
P4
分别用于驱动开关管S
P1
、S
P2
、S
P3
和S
P4
；
[0015]步骤2、副边四个驱动信号整流桥开关管S
s1
的驱动信号Q
s1
、整流桥开关管S
s2
的驱动信号Q
s2
、整流桥开关管S
s3
的驱动信号Q
s3
和整流桥开关管S
s4
的驱动信号Q
s4
，开关频率记为f，其中，驱动信号Q
s1
和Q
s3
为高电平，驱动信号Q
s2
和Q
s4
为低电平，开关管S
s1
、S
s3
等效长闭，开关管S
s2
、S
s4
等效长开，副边等效短路，对副边输出电流I
Lf2
整流滤波后的平均值进行采样，设平均值为I
avg2
；
[0016]步骤3、通过以下平均值有效值换算方程求得I
sRMS
[0017][0018]步骤4、电流有效值记为I
sRMS
、原边补偿电感记为L
f1
、副边补偿电感记为L
f2
、直流源电压为U
i
，逆变器的开关频率记为f，并通过以下互感计算方程得到原副边互感系数M，实现对互感的测量
[0019][0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于LCC/LCC型无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统的拓扑包括原边直流电压源、逆变器、补偿谐振电路、整流桥、滤波电路和副边直流电压源；所述原边直流电压源的母线总电压为U
i
；所述副边直流电压源的母线总电压为U
o
；所述逆变器由四个开关管组成全桥结构，四个开关管分别记为S
P1
、S
P2
、S
P3
和S
P4
，其中，S
P1
和S
P2
构成逆变器的超前桥臂，S
P3
和S
P4
构成逆变器的滞后桥臂；所述整流桥由四个开关管组成全桥结构，四个开关管分别记为S
S1
、S
S2
、S
S3
和S
S4
，其中，S
S1
和S
S2
构成整流桥的超前桥臂，S
S3
和S
S4
构成整流桥的滞后桥臂；所述补偿谐振电路包括原边补偿谐振电路和副边补偿谐振电路，其中，原边补偿谐振电路包括原边串联补偿电容C1与发射线圈L1组成的串联支路与谐振电容C
f1
并联后与补偿电感L
f1
串联，副边补偿谐振电路由副边串联补偿电容C 2
与接收线圈L 2
组成的串联支路与谐振电容C
f2
并联后与补偿电感L
f2
串联；所述原边直流电压源正极连接逆变器输入端正极，原边直流电压源负极连接逆变器输入端负极，逆变器输出端接补偿谐振电路输入侧。2.根据权利要求1所述的一种用于LCC/LCC型无线充电系统，其特征在于，所述滤波电路包括滤波电容C0。3.根据权利要求1或2所述的一种用于LCC/LCC型无线充电系统互感测量的方法，其特征在于，包括对负载输出电流的采样，包括以下步骤：步骤1、原边四个驱动信号逆变器开关管S
P1
的驱动信号Q
P1
、逆变器开关管S
P2
的驱动信号Q
P2
、逆变器开关管S
P3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王付胜，杨金涛，范政，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：