【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线电能传输，具体涉及一种基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法。
技术介绍
1、无线电能传输技术是一种利用磁场，电场和电磁波作为介质的非接触式电能传输技术。目前常见的四种无线电能传输的方法主要有电场耦合式、电磁辐射式、磁感应耦合式和磁耦合谐振式，磁场耦合式无线电能传输技术根据物理学的磁谐振原理，两个具有相同谐振频率的线圈之间可以实现高效的能量传，突破了无线电能传输技术在传输距离上的劣势，将能量的传输距离扩展到了米级范围，进一步加速了无线电能传输技术的发展。
2、磁耦合谐振式无线电能传输(magnetically-coupled resonant wireless powertransfer，mcr-wpt)系统工作在谐振状态时，电能传输效率最高。在实际应用中，mcr-wpt系统电源端的发射线圈和用电设备端的接收线圈之间的相对位置会受到环境影响发生改变，而发射线圈和接收线圈间相对位置的变化会使两个线圈之间的互感(耦合系数)等电路参数发生改变，导致系统谐振频率偏移，降低系统能量传输效率。
3、在这种背景下，本专利技术专利提出一种变电容调谐的控制方法实现无线电能传输系统的谐振状态的保持。通过可调电容调谐网络，将多个功率开关器件与电容或电感串联后形成调谐电路，然后接入到mcr-wpt系统的谐振回路当中，通过改变开关管的导通角可得到连续变化的谐振补偿电容值，可将失谐系统的谐振回路的电抗调为零从而达到连续调谐的目的。
技术实现思路
1、本专利
2、本专利技术所采用的技术方案是，基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，由单相全桥逆变电路将直流电源转换为高频的交流电对谐振回路进行激励，谐振回路由变电容调谐电路和线圈l1串联组成，当系统的工作频率与谐振回路的谐振频率相同时，系统的电能传输效率和传输功率最高。
3、本专利技术的特点还在于，
4、变电容调谐电路由一对反向串联的开关管s5和开关管s6与调谐电容c12串联后再与一固定电容c11并联而成，开关管s5又与二极管vd5并联，开关管s6又与二极管vd6并联，变电容调谐电路总等效电容为c1，线圈l1与线圈l2并联，线圈l2两端分别连接有电容c2和电阻r2，电容c2和电阻r2之间串联有电阻rl。
5、单相全桥逆变电路由开关管s1、开关管s2、开关管s3、开关管s4构成，四个开关管两两串联组成两个并联的桥臂，其中开关管s1、开关管s2串联，开关管s3、开关管s4串联，开关管s1、开关管s2之间设有节点a，开关管s3、开关管s4之间设有节点b，谐振回路通过节点a、节点b与单相全桥逆变电路的连接。变电容调谐电路和线圈l1之间设有节点c。
6、当单相全桥逆变电路中的开关管s1、开关管s4导通，开关管s2、开关管s3关断时，发射端电流i1由节点a流出，经节点c流向节点b，由于二极管vd6是正向导通的，此时，由开关管s5控制调谐电容c12的充放电。
7、当单相全桥逆变电路中的开关管s2、开关管s3导通，开关管s1、开关管s4关断时，发射端电流i1由节点b流出，经节点c流向节点a，由于二极管vd5是正向导通的，此时，由开关管s6控制调谐电容c12的充放电。
8、通过控制开关管s5、开关管s6的驱动信号的导通角β控制调谐电容c12充放电时间，改变调谐电容c12支路上的等效电容，从而生成一个等效调谐电容c1t，变电容调谐电路的总等效电容c1＝c11+c1t，改变等效调谐电容c1t的大小，会改变总等效电容c1的大小，通过总等效电容c1对谐振回路进行补偿，就能够维持电路的谐振状态。
9、本专利技术的有益效果是，基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，通过开关管的导通角的改变可以获得连续变化的补偿电容值或补偿电感值，经过补偿后可将失谐系统谐振回路的电抗调为零使系统重新恢复谐振，从而实现连续调谐的作用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，由单相全桥逆变电路将直流电源转换为高频的交流电对谐振回路进行激励，谐振回路由变电容调谐电路和线圈L1串联组成，当系统的工作频率与谐振回路的谐振频率相同时，系统的电能传输效率和传输功率最高。
2.根据权利要求1所述的基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，所述变电容调谐电路由一对反向串联的开关管S5和开关管S6与调谐电容C12串联后再与一固定电容C11并联而成，开关管S5又与二极管VD5并联，开关管S6又与二极管VD6并联，变电容调谐电路总等效电容为C1，所述线圈L1与线圈L2并联，线圈L2两端分别连接有电容C2和电阻R2，电容C2和电阻R2之间串联有电阻RL。
3.根据权利要求2所述的基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，所述单相全桥逆变电路由开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4构成，四个开关管两两串联组成两个并联的桥臂，其中开关管S1、开关管S2串联，开关管S3、开关管S4串联，开关管S1、开关管S2之间设有节点A，开关管S3、
4.根据权利要求3所述的基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，当单相全桥逆变电路中的开关管S1、开关管S4导通，开关管S2、开关管S3关断时，发射端电流i1由节点A流出，经节点C流向节点B，由于二极管VD6是正向导通的，此时，由开关管S5控制调谐电容C12的充放电。
5.根据权利要求4所述的基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，当单相全桥逆变电路中的开关管S2、开关管S3导通，开关管S1、开关管S4关断时，发射端电流i1由节点B流出，经节点C流向节点A，由于二极管VD5是正向导通的，此时，由开关管S6控制调谐电容C12的充放电。
6.根据权利要求5所述的基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，通过控制开关管S5、开关管S6的驱动信号的导通角β控制调谐电容C12充放电时间，改变调谐电容C12支路上的等效电容，从而生成一个等效调谐电容C1t，变电容调谐电路的总等效电容C1＝C11+C1t，改变等效调谐电容C1t的大小，会改变总等效电容C1的大小，通过总等效电容C1对谐振回路进行补偿，就能够维持电路的谐振状态。
...【技术特征摘要】
1.基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，由单相全桥逆变电路将直流电源转换为高频的交流电对谐振回路进行激励，谐振回路由变电容调谐电路和线圈l1串联组成，当系统的工作频率与谐振回路的谐振频率相同时，系统的电能传输效率和传输功率最高。
2.根据权利要求1所述的基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，所述变电容调谐电路由一对反向串联的开关管s5和开关管s6与调谐电容c12串联后再与一固定电容c11并联而成，开关管s5又与二极管vd5并联，开关管s6又与二极管vd6并联，变电容调谐电路总等效电容为c1，所述线圈l1与线圈l2并联，线圈l2两端分别连接有电容c2和电阻r2，电容c2和电阻r2之间串联有电阻rl。
3.根据权利要求2所述的基于开关电容导通时间控制的补偿网络谐振频率调制方法，其特征在于，所述单相全桥逆变电路由开关管s1、开关管s2、开关管s3、开关管s4构成，四个开关管两两串联组成两个并联的桥臂，其中开关管s1、开关管s2串联，开关管s3、开关管s4串联，开关管s1、开关管s2之间设有节点a，开关管s3、开关管s4之间设有节点b，谐振回路通过节点a、节点b与单相全桥逆变电路的连接，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，许知博，赵航，李鹏，蔡彬，刘露莎，周磊，李小洁，杨磊，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司咸阳供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。