System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种WPT系统接收端恒压控制方法、设备和介质技术方案_技高网

一种WPT系统接收端恒压控制方法、设备和介质技术方案

技术编号:40927250 阅读:10 留言:0更新日期:2024-04-18 14:49
本发明专利技术涉及一种WPT系统接收端恒压控制方法、设备和介质,适用于包括发射端和接收端的SS拓扑型WPT系统,所述接收端电压与所述发射端电流正相关,通过PWM脉冲发生器控制所述发射端全桥逆变电路中每个桥臂的晶闸管的导通或关断,进而控制所述全桥逆变电路输出的电压以维持所述发射端电流恒定,最终实现所述接收端电压恒定,所述PWM脉冲发生器的输入为PI控制器基于所述发射端实时电流输出的占空比信号。与现有技术相比,本发明专利技术可以提高WPT系统的传输效率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线电能传输,尤其是涉及一种wpt系统接收端恒压控制方法、设备和介质。


技术介绍

1、无线电能传输(wireless power transfer,wpt)技术借助空间中的能量载体(如电场、磁场、微波等),将电能由电源侧传递到负载侧,是一种安全、可靠的非接触式供电技术,可解决传统有线电能传输设备的诸多缺陷,避免了传统拔插系统存在的接触火花和漏电等安全问题。目前,该技术已被广泛应用于人体植入医疗设备、电动汽车、水下设备等领域。wpt有四种基本补偿结构,包括串联-串联型(ss)、串联-并联型(sp)、并联-并联型(pp)和并联-串联型(ps),其中,串联-串联型(ss)拓扑构型具有结构简单、成本低廉的优点,能够承受较大范围的频率波动,可作为电动汽车磁耦合谐振电路的最优补偿电路。

2、wpt系统中,当负载改变时,系统的传输特性会随之变化,从而导致无线供电接收端的电压发生明显变化。目前,无线电能传输系统控制方式通常有以下几种方案:对系统工作频率进行调频,对发射端或接收端增加dc/dc环节,谐振网络参数调控以及对发射端逆变器进行移相。但若采用对系统工作频率加以控制,无线电能传输系统则难以工作在谐振的频率上,会大幅降低系统传输效率,并有可能出现频率分离;dc/dc对控制要求低,但需要重新设计发射端或接收端电路并增加元器件;谐振网络参数调控相对复杂,补偿电容或补偿电感的投切无法满足调控的精度要求;对发射端逆变进行移相控制虽然不用额外增加元器件,但控制参数计算相对复杂,需要大量精确计算以保证移相角度的准确。因此,需要针对ss拓扑的wpt系统设计一种wpt系统接收端恒压控制方法,提高wpt系统的传输效率和稳定性。


技术实现思路

1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种wpt系统接收端恒压控制方法、设备和介质,提高wpt系统的传输效率和稳定性。

2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:

3、一种wpt系统接收端恒压控制方法,适用于包括发射端和接收端的ss拓扑型wpt系统,所述接收端电压与所述发射端电流正相关,通过pwm脉冲发生器控制所述发射端全桥逆变电路中每个桥臂的晶闸管的导通或关断,进而控制所述全桥逆变电路输出的电压以维持所述发射端电流恒定,最终实现所述接收端电压恒定,所述pwm脉冲发生器的输入为pi控制器基于所述发射端实时电流输出的占空比信号。

4、进一步地,所述占空比信号的获取方式如下:

5、s1、设定目标电流值,采集实时的发射端电流,计算二者的差值;

6、s2、将发射端实时电流与所述目标电流值的差值输入pi控制器,得到发送至各pwm脉冲发生器的占空比信号。

7、进一步地,步骤s1中,求取所述发射侧电流的均方根后,再计算其与所述目标电流值的差值。

8、进一步地,步骤s2中,所述占空比信号进行限幅处理后再发送至各pwm脉冲发生器。

9、进一步地,对各pwm脉冲发生器设置死区时间。

10、进一步地,所述全桥逆变电路中,相邻两个桥臂对应的pwm脉冲发生器的初始波形互补。

11、进一步地,所述全桥逆变电路中,相邻两个桥臂对应的pwm脉冲发生器的初始波形存在半个周期的相位延迟。

12、进一步地,所述晶闸管为mosfet。

13、本专利技术还提供一种电子设备,包括存储器、处理器,以及存储于所述存储器中的程序,所述处理器执行所述程序时实现上述方法。

14、本专利技术还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述方法。

15、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:

16、1、本专利技术通过pwm脉冲发生器控制ss拓扑型wpt系统发射端中全桥逆变电路各桥臂晶闸管的导通或关断,进而控制全桥逆变电路输出的电压以维持发射端电流恒定,实现接收端电压恒定,其中,pwm脉冲发生器的输入为pi控制器基于发射端实时电流输出的占空比信号,基于本专利技术方法,ss拓扑型wpt系统可以避免负载改变导致的接收端电压突变,高效、稳定地实现无线电能传输。

17、2、本专利技术中,占空比信号进行限幅处理后再发送至各pwm脉冲发生器,并对各pwm脉冲发生器设置死区时间,避免mosfet上下管同时导通而导致短路,使得高频逆变失败,提高了无线电能传输的稳定性。

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【技术保护点】

1.一种WPT系统接收端恒压控制方法,适用于包括发射端和接收端的SS拓扑型WPT系统,所述接收端电压与所述发射端电流正相关,其特征在于,通过PWM脉冲发生器控制所述发射端全桥逆变电路中每个桥臂的晶闸管的导通或关断,进而控制所述全桥逆变电路输出的电压以维持所述发射端电流恒定,最终实现所述接收端电压恒定,所述PWM脉冲发生器的输入为PI控制器基于所述发射端实时电流输出的占空比信号。

2.根据权利要求1所述的一种WPT系统接收端恒压控制方法,其特征在于,所述占空比信号的获取方式如下:

3.根据权利要求2所述的一种WPT系统接收端恒压控制方法,其特征在于,步骤S1中,求取所述发射侧电流的均方根后,再计算其与所述目标电流值的差值。

4.根据权利要求2所述的一种WPT系统接收端恒压控制方法,其特征在于,步骤S2中,所述占空比信号进行限幅处理后再发送至各PWM脉冲发生器。

5.根据权利要求1所述的一种WPT系统接收端恒压控制方法,其特征在于,对各PWM脉冲发生器设置死区时间。

6.根据权利要求1所述的一种WPT系统接收端恒压控制方法,其特征在于,所述全桥逆变电路中,相邻两个桥臂对应的PWM脉冲发生器的初始波形互补。

7.根据权利要求1所述的一种WPT系统接收端恒压控制方法,其特征在于,所述全桥逆变电路中,相邻两个桥臂对应的PWM脉冲发生器的初始波形存在半个周期的相位延迟。

8.根据权利要求1所述的一种WPT系统接收端恒压控制方法,其特征在于,所述晶闸管为MOSFET。

9.一种电子设备,包括存储器、处理器,以及存储于所述存储器中的程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

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【技术特征摘要】

1.一种wpt系统接收端恒压控制方法,适用于包括发射端和接收端的ss拓扑型wpt系统,所述接收端电压与所述发射端电流正相关,其特征在于,通过pwm脉冲发生器控制所述发射端全桥逆变电路中每个桥臂的晶闸管的导通或关断,进而控制所述全桥逆变电路输出的电压以维持所述发射端电流恒定,最终实现所述接收端电压恒定,所述pwm脉冲发生器的输入为pi控制器基于所述发射端实时电流输出的占空比信号。

2.根据权利要求1所述的一种wpt系统接收端恒压控制方法,其特征在于,所述占空比信号的获取方式如下:

3.根据权利要求2所述的一种wpt系统接收端恒压控制方法,其特征在于,步骤s1中,求取所述发射侧电流的均方根后,再计算其与所述目标电流值的差值。

4.根据权利要求2所述的一种wpt系统接收端恒压控制方法,其特征在于,步骤s2中,所述占空比信号进行限幅处理后再发送至各pwm脉冲发生器。

5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:林树涛胥飞
申请(专利权)人:上海电机学院
类型:发明
国别省市:

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