一种基于三相并联制造技术

一种基于三相并联

【技术实现步骤摘要】
一种基于三相并联BUCK的大功率动态无线充电控制方法


[0001]本专利技术涉及无线充电
，特别是一种基于三相并联
BUCK
的大功率动态无线充电控制方法
。

技术介绍

[0002]无线充电技术
(WPT)
具有方便快捷
、
安全可靠
、
给电动商品带来新颖设计等优势，在最近几年得到了快速发展
。
基于磁耦合的无线充电被视为手机
、
智能家电
、
电动汽车等用电设备的理想充电方式，动态无线充电技术是在基本无线充电技术基础上，可以为运动中的用电设备补充电能，比如将动态无线充电技术应用到电动汽车上
。
进一步地，纯电动汽车
(EV)
和插电式混合动力汽车
(PHEV)
使用动态无线充电技术充电被认为是一种有效而实用的选择，动态无线充电技术不仅可以延长电动汽车的行驶里程，同时还可以减小车载电池组容量
。
[0003]然而，由于技术限制，现有电动汽车使用动态无线充电还有许多亟待解决的问题，具体的，安装在电动汽车上的接收线圈和铺设在地面上发射器线圈之间的耦合系数，会因为电动汽车的移动而波动，会降低电动汽车动态无线充电功率和充电性能；且电动汽车上锂离子电池充电电流由于处于波动状况，会影响电池寿命甚至存在安全隐患
。
实际上电动汽车需要具有大功率的动态无线充电能力
、
才能满足实际充电需要，为了实现相应的大功率无线充电目的，目前无线充电的接收端
BUCK
电路一般采用大功率元器件，这样会造成对硬件元器件的要求更高，相应的增加了生产及使用成本
。
随着技术的进步，无线充电
出现了在接收端采用三相并联交错
BUCK
控制电路
、
为负载供电的技术方案，该方案采用多个
BUCK
变换器
(BUCK
控制电路
)
并联将输出电流分散到各个并联支路中，能安全输出大电流，并减小各支路器件的电流应力，由于不需要采用大功率元器件，减少了生产及使用成本
。
虽然三相并联交错
BUCK
控制电路具有较多的优点，但是现有技术只是将其应用于静态无线充电领域中，也就是说其内部的控制逻辑只能适用于静态无线充电，直接用于动态无线充电，仍然会存在降低电动汽车动态无线充电功率和充电性能的缺点
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有动态无线充电由于技术所限，存在如背景所述弊端，本专利技术提供了采用三相并联
BUCK
控制电路将输出电流分散到各个并联支路中，能安全输出大电流，并减小各支路器件的电流应力，并联
BUCK
电路对单个开关器件和储能器件的要求降低，降低了硬件成本，并结合
PI
无源控制算法和
BUCK
三相均流算法的控制，有效提高了动态充电功率
、
效率和稳定及可靠性的一种基于三相并联
BUCK
的大功率动态无线充电控制方法
。
[0006]本专利技术解决起技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种基于三相并联
BUCK
的大功率动态无线充电控制方法，其特征在于，包括如下流程，
S1
：将动态无线充电接收端的并联双接收线圈谐振角频率设定为
85kHz
；
S2
：将动态无线充电接收端的整流电路电源输出端将三相并联
BUCK
电流控制电路的电源输入端电性连
接，三相并联
BUCK
电流控制电路的电源输出端和车辆上蓄电池负载电性连接；
S3
：对三相并联
BUCK
电流控制电路电感及电流不均衡，采用均流控制方法进行阻抗失配补偿，具体包括如下分步骤，
S31
，通过公式计算每个
BUCK
电路每相的电感电流值，
S32
，通过公式计算等效阻抗比值，
S33
，通过公式计算三相并联
BUCK
电流控制电路的控制系统的补偿占空比数据；
S4
：通过公式计算单相
BUCK
电流控制电路的状态平均模型的微分方程；
S5
：通过公式计算三相并联
BUCK
电流控制电路外环利用
PI
控制器控制第一相
BUCK
电路的电流数据；
S6
：通过公式计算三相并联
BUCK
电流控制电路内环得到的三相
BUCk
第一相的占空比
d1，再通过三相
BUCK
电感均流控制计算得出补偿后的第二相和第三相的占空比
d2和
d2数据；
S7
；步骤
S3
‑
S6
获得的数据输入三相并联
BUCK
电流控制电路的控制系统，进而控制负载的充电方式
。
[0008]优选地，所述步骤
S33
中，输入电压
V
i
和输出电压
V0是通过
ADC
进行采样得到的，等效阻抗是提前测量得到，
M2和
M3是固定的常数，根据第一相占空比
d11
的值计算出第二相和第三相补偿占空比，从而保持各相电流均衡，而
d1需要根据输出到负载电流的要求计算得到
。
[0009]优选地，所述步骤
S4
中，需先通过公式计算控制第一相的电流数据
。
[0010]优选地，所述步骤
S4
中，
i
in
、i
out
和
i1是三相
BUCK
的输入电流值
、
输出电流值和第一相的电感电流，其中
i
in
和
i
out
通过无线充电接收端霍尔传感器测量得出的数据
。
[0011]优选地，所述步骤
S4
中，内环选用无源控制算法进行计算
。
[0012]本专利技术有益效果是：本专利技术基于无线动态充电接收端的双接收线圈结构，保证了电动汽车发射和接收线圈互感值的稳定，提高了充电功率，为控制输出到电池负载的电流稳定提供了可能；选择在接收端电路使用三相并联
BUCK
电流控制电路，提高了充电功率等级，降低了元器件成本；通过使用脉冲捕获模块无电流传感器均流控制算法计算三相
BUCK
三相占空比，保证了三相电流的均衡；通过使用
PI
无源控制算法控制动态无线充电系统输出到负载电池电流，可以提高充电功率情况下，并且提高系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于三相并联
BUCK
的大功率动态无线充电控制方法，其特征在于，包括如下流程，
S1
：将动态无线充电接收端的并联双接收线圈谐振角频率设定为
85kHz
；
S2
：将动态无线充电接收端的整流电路电源输出端将三相并联
BUCK
电流控制电路的电源输入端电性连接，三相并联
BUCK
电流控制电路的电源输出端和车辆上蓄电池负载电性连接；
S3
：对三相并联
BUCK
电流控制电路电感及电流不均衡，采用均流控制方法进行阻抗失配补偿，具体包括如下分步骤，
S31
，通过公式计算每个
BUCK
电路每相的电感电流值，
S32
，通过公式计算等效阻抗比值，
S33
，通过公式计算三相并联
BUCK
电流控制电路的控制系统的补偿占空比数据；
S4
：通过公式计算单相
BUCK
电流控制电路的状态平均模型的微分方程；
S5:
通过公式计算三相并联
BUCK
电流控制电路外环利用
PI
控制器控制第一相
BUCK
电路的电流数据；
S6
：通过公式计算三相并联
BUCK
电流控制电路内环得到的三相
BUCk
第一相的占空比
d1，再通过三相
BUCK
电感均流控制计算得出补偿后的第二相和第三相的占空比
d2和
d3数据；
S7
；步骤
S3
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小野，卢山，孙国栋，林鸿，唐丽静，刘瑞，
申请(专利权)人：深圳职业技术大学，
类型：发明
国别省市：