一种双频兼容的恒流恒压无线充电系统及其参数调谐方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双频兼容的恒流恒压无线充电系统及其参数调谐方法，整个无线充电系统包括发射端和接收端，其中，发射端包括依次连接的直流电压源V<subgt;dc</subgt;、高频全桥逆变电路、一次侧谐振补偿网络、发射线圈L<subgt;p</subgt;，接收端包括依次连接的接收线圈L<subgt;s</subgt;、二次侧谐振补偿网络、全桥整流滤波电路、直流负载R<subgt;o</subgt;。本发明专利技术通过在系统中构建混合补偿网络以及其参数调谐，在不改变系统固有参数或使用复杂控制和附加器件的情况下，即可满足系统在两个不同频率下的谐振运行条件；在此基础上，仅通过对两个谐振频率的切换控制即可实现恒流恒压混合无线充电以及输入阻抗零相位角运行，具有效率高、成本低且易于实现的技术优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线电能传输的，涉及谐振式无线充电系统及其控制技术，具体是一种双频兼容的恒流恒压无线充电系统及其参数调谐方法，通过在系统中构建混合谐振补偿网络以及其参数调谐，无需改变无线充电系统固有参数以及使用复杂控制和附加器件，即可实现高效稳定的恒流恒压无线充电以及输入阻抗零相位角运行。

技术介绍

1、电池的充电方式分为有线充电和无线充电两种，其中，有线充电方式利用金属导线进行接触式能量传输，而无线充电利用电磁场进行非接触式能量传输。与有线充电方式相比，无线充电方式具有安全可靠、供电灵活、无机械磨损、环境适应性强等优点，在电动交通工具、无人巡检设备、医疗植入设备、便携式电子装置等不同场景中得到了广泛的应用。

2、在无线充电过程中，单恒流和单恒压充电是两种常规的充电策略。其中，单恒流充电具有充电电流恒定的特点，充电过程中电池电压随着充电时长持续增加。单恒流充电方式能够在充电初期快速充电，但当充电电压接近电池额定电压时，容易出现过电压问题，从而威胁电池安全，影响电池寿命。而单恒压充电具有充电电压恒定的特点，充电过程中电池电流随着充电时长逐步减小。单本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双频兼容的恒流恒压无线充电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双频兼容的恒流恒压无线充电系统，其特征在于，所述一次侧谐振补偿网络中，补偿电感Lp1、补偿电容Cp、发射线圈Lp依次串联构成主谐振路径，补偿电感L1和补偿电容C1并联后再与补偿电容C3串联形成并联补偿支路，主路径连接于高频全桥逆变电路输出端，并联补偿支路与发射线圈Lp并联，用于调节主路径谐振特性与输入阻抗匹配；

3.根据权利要求2所述的双频兼容的恒流恒压无线充电系统，其特征在于，系统在第一频率ω1下运行时，一次侧L1-C1呈现高阻抗特性，一次侧主路径与二次侧整体等效为S-S型谐振补...

【技术特征摘要】

1.一种双频兼容的恒流恒压无线充电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双频兼容的恒流恒压无线充电系统，其特征在于，所述一次侧谐振补偿网络中，补偿电感lp1、补偿电容cp、发射线圈lp依次串联构成主谐振路径，补偿电感l1和补偿电容c1并联后再与补偿电容c3串联形成并联补偿支路，主路径连接于高频全桥逆变电路输出端，并联补偿支路与发射线圈lp并联，用于调节主路径谐振特性与输入阻抗匹配；

3.根据权利要求2所述的双频兼容的恒流恒压无线充电系统，其特征在于，系统在第一频率ω1下运行时，一次侧l1-c1呈现高阻抗特性，一次侧主路径与二次侧整体等效为s-s型谐振补偿网络结构，实现恒流输出特性，并通过l2-c2与ls-cs的阻抗协同实现输入阻抗零相位角。

4.根据权利要求3所述的双频兼容的恒流恒压无线充电系统，其特征在于，系统在第一频率ω1下运行时，一次侧中l1与c1需满足的并联谐振条件为，主谐振路径满足谐振条件，以产生恒流输出特性；二次侧中，l2-c2与ls-cs需满足的输入阻抗零相位角条件为，其中cx2为c2与l2并联后再与cs串联组成的等效电容，满足，其中j表示虚数单位且j2=-1。

5.根据权利要求4所述的双频兼容的恒流恒压无线充电系统，其特征在于，系统在第二频率ω2下运行时，第一并联补偿支路呈现容性阻抗，与主谐振路径中的串联补偿电感lp1共同作用满足谐振条件，系统整体等效为lcc-s型补偿网络结构，同时二次侧ls与cs满足串联谐振条件，系统整体产生恒压输出特性，并且系统输入满足阻抗零相位角运行条件。

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚斐，刘乙嘉，李光耀，杨志梁，郭磊磊，李琰琰，高鹏飞，卢法龙，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：