无线充电控制方法及无线充电转换器技术

本申请提供了一种无线充电控制方法及无线充电转换器，其中，该方法包括在储能模块充电的当前阶段根据参考恒流值及发射端的输入电压确定当前阶段的恒定比值，再根据恒定比值确定多个参数对，各参数对中包括一个导通角和一个电感值，然后确定各参数对对应的传输效率，确定目标参数对，根据目标参数对中的目标电感值调整可变电感，再根据目标导通及当前阶段参考恒流值确定预期导通角，从而控制整流器单元的通断

【技术实现步骤摘要】
无线充电控制方法及无线充电转换器


[0001]本申请涉及无线充电
，具体而言，涉及一种无线充电控制方法及无线充电转换器
。

技术介绍

[0002]随着电动汽车技术的发展，传统的有线充电方式存在安全风险
。
为防止安全事故的发生，可以通过感应电能传输
(Inductive Power Transfer,IPT)
技术使用无线的方式传输电能，从而保证充电安全
。
其中，如何提高功率传输效率是感应电能传输技术中的关键问题
。
[0003]现有技术中，通过多级恒流
(Multi
‑
stage constant current charging
，
MSCC)
充电电源为电动汽车中的锂离子电池充电，可以保证低升温
、
高充电效率和长生命周期，降低电动汽车电池维护成本
。
[0004]但是，在使用
MSCC
进行充电的过程中，可能出现
IPT
转换器的等效负载在偏离理想负载的情况，进而导致
IPT
转换器的传输效率明显下降
。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种无线充电控制方法及无线充电转换器，以解决现有技术中
IPT
转换器的转换效率明显下降的问题
。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请一实施例提供了一种无线充电控制方法，应用于无线充电转换器中的第一控制模块以及第二控制模块，所述无线充电转换器的原边侧包括：所述第一控制模块以及发射端模块，所述无线充电转换器的副边侧包括：所述第二控制模块
、
储能模块以及接收端模块，所述发射端模块中包括可变电感，所述接收端模块中包括：整流器单元；所述方法包括：
[0008]所述第一控制模块在向所述储能模块充电的当前阶段，根据所述储能模块的当前阶段的参考恒流值以及所述发射端模块的输入电压确定所述当前阶段的恒定比值；
[0009]所述第一控制模块根据所述恒定比值，确定多个参数对，各参数对中分别包括一个导通角以及一个电感值；
[0010]所述第一控制模块根据各参数对对应的传输效率，确定目标参数对，所述目标参数对中包括目标导通角以及目标电感值；
[0011]所述第一控制模块将所述可变电感的电感值调整至所述目标电感值；
[0012]所述第二控制模块根据输入至所述储能模块的实际电流以及所述当前阶段的参考恒流值，确定预期导通角；
[0013]所述第二控制模块根据所述预期导通角，控制所述整流器单元的通断
。
[0014]可选的，各参数对对应的传输效率通过在测试环境下基于所述储能模块的等效模块的电阻值以及各参数对中的导通角和电感值计算得到
。
[0015]可选的，所述方法还包括：
[0016]所述第二控制模块实时获取输入至所述储能模块的实际电压；
[0017]所述第二控制模块确定所述储能模块的实际电压是否大于或等于所述储能模块的阈值电压；
[0018]若是，则所述第二控制模块进入所述当前阶段的下一阶段，并按照所述下一阶段的参考恒流值对所述储能模块充电
。
[0019]可选的，所述储能模块的各阶段的参考恒流值的计算过程包括：
[0020]将预设的电流值作为第一阶段的参考恒流值；
[0021]根据等效模块在第一阶段的实际电压
、
所述储能模块的阈值电压以及模块参数，确定第五阶段的参考恒流值；
[0022]根据所述第一阶段的参考恒流和第五阶段的参考恒流值，确定第二阶段的参考恒流值
、
第三阶段的参考恒流值以及第四阶段的参考恒流值
。
[0023]可选的，所述根据所述第一阶段的参考恒流值和第五阶段的参考恒流值，确定第二阶段的参考恒流值
、
第三阶段的参考恒流值以及第四阶段的参考恒流值，包括：
[0024]根据所述第一阶段的参考恒流和第五阶段的参考恒流值，确定第三阶段的参考恒流值；
[0025]根据所述第一阶段的参考恒流值和第三阶段的参考恒流值，确定第二阶段的参考恒流值；
[0026]根据所述第三阶段的参考恒流值和第五阶段的参考恒流值，确定第四阶段的参考恒流值
。
[0027]可选的，所述根据所述第一阶段的参考恒流和第五阶段的参考恒流值，确定第三阶段的参考恒流值，包括：
[0028]将所述第一阶段的参考恒流值和所述第五阶段的参考恒流值的乘积的开方结果作为所述第三阶段的参考恒流值
。
[0029]第二方面，本申请另一实施例提供了一种无线充电转换器，所述无线充电转换器包括原边侧以及副边侧，所述原边侧包括：第一控制模块以及发射端模块，所述副边侧包括：第二控制模块
、
储能模块以及接收端模块；
[0030]所述发射端模块包括：逆变器单元
、
可变电感
、
第一谐振单元
、
共振单元以及线圈原边，所述第一控制模块与所述可变电感电连接；
[0031]所述接收端模块包括：第二谐振单元
、
整流器单元
、
滤波单元和线圈副边，所述第二控制模块与所述整流器单元电连接；
[0032]所述逆变器单元的第一端用于连接直流电信号的正极端，所述逆变器单元的第二端用于连接直流电信号的负极端，所述逆变器单元的第三端与所述可变电感的一端连接，所述逆变器单元的第四端与所述共振单元的另一端连接，所述共振单元的一端与所述可变电感的另一端连接；
[0033]所述第一谐振单元的一端与所述可变电感的另一端连接，所述第一谐振单元的另一端与线圈原边的第一端连接；
[0034]所述线圈原边的第二端与所述共振单元的另一端连接；
[0035]所述线圈副边的第一端与所述第二谐振单元的一端连接，所述第二谐振单元的另
一端与所述整流器单元的第一端连接；
[0036]所述整流器单元的第二端与所述线圈副边的第二端连接，所述整流器单元的第三端与所述滤波单元的一端连接，所述整流器单元的第四端与所述滤波单元的另一端连接；
[0037]所述滤波单元的一端与所述储能模块的一端连接，所述滤波单元的另一端与所述储能模块的另一端连接
。
[0038]可选的，所述逆变器单元包括第一开关
、
第二开关
、
第三开关和第四开关；
[0039]所述第一开关的第一端用于连接直流电信号的正极，所述第一开关的第二端分别与所述第三开关的第一端和可变电感的一端连接；
[0040]所述第三开关的第二端用于连接直流电信号的负极；
[0041]所述第二开关的第一端与所述第一开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无线充电控制方法，其特征在于，应用于无线充电转换器中的第一控制模块以及第二控制模块，所述无线充电转换器的原边侧包括：所述第一控制模块以及发射端模块，所述无线充电转换器的副边侧包括：所述第二控制模块
、
储能模块以及接收端模块，所述发射端模块中包括可变电感，所述接收端模块中包括：整流器单元；所述方法包括：所述第一控制模块在向所述储能模块充电的当前阶段，根据所述储能模块的当前阶段的参考恒流值以及所述发射端模块的输入电压确定所述当前阶段的恒定比值；所述第一控制模块根据所述恒定比值，确定多个参数对，各参数对中分别包括一个导通角以及一个电感值；所述第一控制模块根据各参数对对应的传输效率，确定目标参数对，所述目标参数对中包括目标导通角以及目标电感值；所述第一控制模块将所述可变电感的电感值调整至所述目标电感值；所述第二控制模块根据输入至所述储能模块的实际电流以及所述当前阶段的参考恒流值，确定预期导通角；所述第二控制模块根据所述预期导通角，控制所述整流器单元的通断
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各参数对对应的传输效率通过在测试环境下基于所述储能模块的等效模块的电阻值以及各参数对中的导通角和电感值计算得到
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述第二控制模块实时获取输入至所述储能模块的实际电压；所述第二控制模块确定所述储能模块的实际电压是否大于或等于所述储能模块的阈值电压；若是，则所述第二控制模块进入所述当前阶段的下一阶段，并按照所述下一阶段的参考恒流值对所述储能模块充电
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储能模块的各阶段的参考恒流值的计算过程包括：将预设的电流值作为第一阶段的参考恒流值；根据等效模块在第一阶段的实际电压
、
所述储能模块的阈值电压以及模块参数，确定第五阶段的参考恒流值；根据所述第一阶段的参考恒流和第五阶段的参考恒流值，确定第二阶段的参考恒流值
、
第三阶段的参考恒流值以及第四阶段的参考恒流值
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一阶段的参考恒流值和第五阶段的参考恒流值，确定第二阶段的参考恒流值
、
第三阶段的参考恒流值以及第四阶段的参考恒流值，包括：根据所述第一阶段的参考恒流和第五阶段的参考恒流值，确定第三阶段的参考恒流值；根据所述第一阶段的参考恒流值和第三阶段的参考恒流值，确定第二阶段的参考恒流值；根据所述第三阶段的参考恒流值和第五阶段的参考恒流值，确定第四阶段的参考恒流值
。6.
根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一阶段的参考恒流和第五
阶段的参考恒流值，确定第三阶段的参考恒流值，包括：将所述第一阶段的参考恒流值和所述第五阶段的参考恒流值的乘积的开方结果作为所述第三阶段的参考恒流值
。7.
一种无线充电转换器，其特征在于，所述无线充电转换器包括原边侧以及副边侧，所述原边侧包括：第一控制模块以及发射端模块，所述副边侧包括：第二控制模块
、
储能模块以及接收端模块；所述发射端模块包括：逆变器单元
、
可变电感
、
第一谐振单元
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林智声，任耀华，丁赵一，杨梓枫，麦沛然，马许愿，
申请(专利权)人：澳门大学，
类型：发明
国别省市：