本发明专利技术公开一种电流型无线供电系统负载自适应控制方法，其步骤包括：测量电流型无线供电系统中直流电源电流值Idc；根据直流电源电流值Idc计算负载电路负载值RL；根据负载电路负载值RL计算满足预设传输效率η的最小角频率值ω；调节原边可调谐振网络中的可变元件，使得原边可调谐振网络的谐振角频率ω0=ω。其显著效果是：不使用无线通信模块，设计成本低，只测量一个参数，检测误差小，精度高，电路设计简单，实施方便，系统根据实时检测直流电源电流值来判断负载电路的变化情况，根据负载电路的变化改变原边可调谐振网络的参数，从而改变系统的工作频率，使系统在负载动态变化的时候保持较高的工作效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线电能传输技术，具体地说，是一种。
技术介绍
随着社会经济的发展和科学技术的进步，人们对于便携，安全，高效，环保等概念的要求越来越高。所谓无线电能传输技术(WirelessPower Transmi ss ion Technique)是指综合利用现代电力电子能量变换技术、电路理论、微电子技术和现代控制等技术，实现电能从电源(电网或电池)通过软介质(如电场、磁场、微波、激光等)以非电气接触模式传递给用电设备，或用电设备通过软介质将能量回馈电源。是利用某种特殊设备将电源的电能转变为无线的方式进行传播，从而在没有电缆连接情况下实现电能传输。 感应稱合电能传输技术(InductivelyCoupled PowerTransfer),简称 ICPT 技术，是一种常见的无线电能传输技术，它通过电磁耦合以非接触式方式向负载传递能量。如图I所示，现有的ICPT系统一般由初级电路和拾取电路组成，初级电路设置有整流滤波电路、DC/DC变换电路以及高频逆变电路，工频电源经过整流滤波电路后转换为直流输出，经过DC/DC电路进行电压变换，然后由高频逆变电路转换为高频交流电，高频逆变电路输出的高频交流通过导轨线圈向外发射电能，拾取电路中设置有拾取机构，利用空间磁场耦合拾取导轨线圈发射的能量，拾取机构输出的能量经过功率调节器进行调整，最后向用电设备提供能量。根据初级电路中输入电源方式不同，现有的ICPT系统又分为电流型ICPT系统和电流型ICPT系统，所谓电流型ICPT系统是指电源的输入端由直流电源Ed。和直流电感Ld。构成，其输入近似于一个电流源。如图2所示，常见的电流型ICPT系统电路模型，电阻Rd。为直流电源的等效内阻，开关元件Si、S2, S3和S4组成桥式高频逆变电路，电阻RD为发射线圈等效电阻，电阻Rs为拾取线圈的等效电阻，电阻RL为负载电路的等效负载。实际上，作为一种供电系统，其负载往往具有很大的随机性，对于电流型ICPT系统来说，负载的变化可能导致系统的功率传输能力、功率传输效率以及输出品质等性能下降。因此，必须动态识别负载的变化情况，使电流型ICPT系统争对不同的负载进入相应的最佳功率传输阶段。同时，借助于负载识别，原边谐振电流恒流控制，输出负载电压恒压控制以及工作频率稳频控制均可容易实现。而ICPT系统的特点是负载通过空气隔离的方式从原边获得能量，由于原、副边没有任何的电气连接，所以难以将副边的负载信息精确、快速的反馈到原边。现有技术中主要采用两种方式来实现负载识别一是采用无线通信技术，需要利用无线通信模块，成本较高，而且高频磁场的干扰降低了无线通信的可靠性；二是基于反射阻抗的辨识方法，通过采样谐振电流、谐振电压和谐振频率来辨识负载大小，但由于检测的变量较多，硬件电路的设计比较复杂，而且任何一个量的测量误差将导致最终辨识结果的不精确。同时，作为一种供电系统，其负载往往具有很大的随机性，我们需要根据实时变化的负载来做相应的调整，以保证系统始终工作在较高的效率水平。现有的负载自适应技术往往采用副边短路解耦法，即根据负载大小的不同在原边产生的不同的反射阻抗，对副边进行相应的短路解耦处理，以达到稳定系统原边的目的。其缺陷是采用副边短路解耦法，由于额外增加了 DC/DC变换器，故系统整体效率低，另外，该方法对于轻载是一种被动控制方法，在负载动态变化时，原边仍会受影响。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种，通过改变原边谐振电路的谐振角频率，使系统的效率达到最优。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下一种，其关键在于按照以下步骤进行步骤I :测量电流型无线供电系统中直流电源电流值Idc ；步骤2 :根据直流电源电流值Id。计算负载电路负载值& ;步骤3 :根据负载电路负载值&计算满足预设传输效率Π的最小角频率值ω ；步骤4 :调节原边可调谐振网络中的可变元件，使得原边可调谐振网络的谐振角频率ω。= ω。作为进一步描述，步骤I中的电流型无线供电系统包括直流输入模块、高频逆变电路、原边可调谐振网络、副边谐振网络以及负载电路，所述直流输入模块由直流电源和直流电感组成，所述高频逆变电路为全桥逆变电路，所述原边可调谐振网络为发射线圈和原边补偿电容组成的并联谐振回路，其中的发射线圈有效电感值Lp可调或原边补偿电容有效电容值Cp可调，所述副边谐振网络为拾取线圈和副边补偿电容组成的串联谐振回路； 在高频逆变电路与直流输入模块之间的回路上连接有电流检测模块，该电流检测模块用于检测所述直流电源电流值Id。。电流采集电路通常设置有采样电阻，微控制器利用自带的AD采样功能即可在采样电阻上采集相应的电压值，根据采样电压与采样电阻的关系即可计算直流电源电流值I dc 所述电流型无线供电系统中的电路参数包括直流电源电压值Ed。、直流电源内阻值Rd。、直流电感电感值Ld。、发射线圈有效电感值Lp、发射线圈等效电阻值Rp、互感系数M以及当前谐振角频率W1 ;在步骤2中，根据权利要求1.一种，其特征在于按照以下步骤进行 步骤I :测量电流型无线供电系统中直流电源电流值Id。； 步骤2 :根据直流电源电流值Id。计算负载电路负载值& ； 步骤3:根据负载电路负载值&计算满足预设传输效率η的最小角频率值ω ； 步骤4 :调节原边可调谐振网络中的可变元件，使得原边可调谐振网络的谐振角频率ω0 = ω ο2.根据权利要求I所述的，其特征在于 所述步骤I中的电流型无线供电系统包括直流输入模块(I)、高频逆变电路(2)、原边可调谐振网络(3)、副边谐振网络(4)以及负载电路(5)，所述直流输入模块(I)由直流电源和直流电感组成，所述高频逆变电路(2)为全桥逆变电路，所述原边可调谐振网络(3)为发射线圈和原边补偿电容组成的并联谐振回路，其中的发射线圈有效电感值Lp可调或原边补偿电容有效电容值Cp可调，所述副边谐振网络(4)为拾取线圈和副边补偿电容组成的串联谐振回路； 在高频逆变电路(2 )与直流输入模块(I)之间的回路上连接有电流检测模块(6 )，该电流检测模块(6)用于检测所述直流电源电流值Id。。3.根据权利要求2所述的，其特征在于所述电流型无线供电系统中的电路参数包括直流电源电压值Ed。、直流电源内阻值Rd。、直流电感电感值Ld。、发射线圈有效电感值Lp、发射线圈等效电阻值Rp、互感系数M以及当前谐振角频率ω!；4.根据权利要求3所述的，其特征在于步骤3中，根据确定满足预设传输效率η的最小角频率值ω。5.根据权利要求3所述的，其特征在于步骤4中，通过调整发射线圈有效电感值Lp或原边补偿电容有效电容值Cp，使得原边可调谐6.根据权利要求I所述的，其特征在于所述直流输入模块(I)设置有整流滤波电路和DC/DC变换电路，在整流滤波电路的输入端连接工频交流电源。全文摘要本专利技术公开一种，其步骤包括测量电流型无线供电系统中直流电源电流值Idc；根据直流电源电流值Idc计算负载电路负载值RL；根据负载电路负载值RL计算满足预设传输效率η的最小角频率值ω；调节原边可调谐振网络中的可变元件，使得原边可调谐振网络的谐振角频率ω0=ω。其显著效果是不使用无线通信模块，设计成本低，只测量一个参数，检测误差本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电流型无线供电系统负载自适应控制方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：测量电流型无线供电系统中直流电源电流值Idc；步骤2：根据直流电源电流值Idc计算负载电路负载值RL；步骤3：根据负载电路负载值RL计算满足预设传输效率η的最小角频率值ω；步骤4：调节原边可调谐振网络中的可变元件，使得原边可调谐振网络的谐振角频率ω0＝ω。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王智慧，孙跃，苏玉刚，唐春森，戴欣，
申请(专利权)人：重庆大学，
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。