【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無線電能傳輸，尤其涉及靜態無線充電系統功率調節方法及系統。
技術介紹
1、電動汽車在實際充電時，充電樁埋于地下或在地上封裝完畢后容易出現問題難以進行直接維護，且因時間因素、環境因素等不可避免造成期間老化導致地下部分不諧振，可能會導致高頻波形發生變化，當進行能量傳輸時，接收端接受發射端能量也會導致震蕩，當經整流橋整流后負載會出現電壓不均衡問題，影響電池壽命。
2、對于接收端，由于周圍線圈同時在充電，排列接近的線圈會不可避免地發生互感波動，同時由于環境因素的影響，同樣會引起接收端電壓發生波動，造成最后功率不平衡。
3、目前有基于小信號模型的前饋控制方法，分析了互感波動對功率的影響，建立了用于cc/cv模式(恒流/恒壓)的前饋環路和pi控制器解決互感波動影響。
4、針對無線充電系統(dwc)接收端等效負載改變導致功率不平衡，有文獻提出一種三發射端線圈即多發射單拾取結構來提升電磁覆蓋范圍，采用雙側lcc補償電路。為提升恒流(cc)充電功率傳輸效率對電路結構進行優化，提出結合最佳阻抗跟蹤功率控制效率算法。
5、目前針對功率平衡主要聚焦于最終功率調節，或直接采用拓撲補償、線圈等方式來進行調節，易受負載端電壓變化、環境因素變化導致功率不平穩。
技術實現思路
1、本專利技術提供靜態無線充電系統功率調節方法及系統，解決的技術問題在于：如何是系統功率穩定。
2、為解決以上技術問題，本專利技術提供靜態無線充電系統功率調節方法，靜態
3、在所述全橋整流器和所述負載電阻之間連接降壓buck電路；
4、實時檢測所述降壓buck電路的實際輸出電壓，根據實際輸出電壓與參考輸出電壓之間的差值反饋調節所述降壓buck電路的pwm信號，直至所述降壓buck電路的實際輸出電壓等于所述參考輸出電壓。
5、進一步地，所述降壓buck電路包括電容cd1、mos管q1、二極管d1、電感l、電容cd2，電容cd1的兩端連接所述全橋整流器的兩輸出端，mos管q1的漏極連接電容cd1的一端，mos管q1的源極連接電感l的一端和二極管d1的負極端，二極管的d1的正極端連接電容cd1的另一端和電容cd2的一端，電感l的另一端連接電容cd2的另一端，所述負載電阻并聯連接所述電容cd2。
6、進一步地，對降壓buck電路的電壓調節過程具體為：
7、獲取汽車速度v、線圈尺寸l、頻率w，確定車輛運動時引起電壓變化的初相；
8、建立三個基本參數γ1、γ2、γ3分別用于調整電壓變化、環境變化和接收端變壓變化；
9、基于基本參數γ1、γ2、γ3建立三個時間狀態ψ1、ψ2和ψ3，第i個時間狀態建立為：ψi＝γi*ψi′+a*(ψi′-k*verror)，ψi′表示狀態ψi的上一狀態(初始狀態設置為初始值)，verror表示實際輸出電壓與參考輸出電壓之間的差值，k表示對verror的增益系數，a表示對ψi′-k*verror的增益系數；
10、對各個時間狀態求平均得到總狀態數ψ；
11、然后得到新的占空比θ，可用公式表達為：θ＝(ψ-k*verror)/100；
12、調節θ使得最終電壓穩定。
13、進一步地，該功率調節方法還包括：在全橋逆變器之前添加一個用于濾除雜波的電能質量濾波器。
14、進一步地，該功率調節方法還包括：實時檢測所述全橋逆變器的輸出電壓和輸出電流，并采用pi控制，構成電流環和電壓環，以調節逆變器的輸出電壓及電流恒定。
15、進一步地，該功率調節方法還包括：對發射線圈和接收線圈的相位進行同步。
16、本專利技術還提供一種靜態無線充電系統功率調節系統，應用于所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其關鍵在于：包括降壓buck電路和副邊控制器，所述降壓buck電路連接在所述全橋整流器和所述負載電阻之間，所述副邊控制器用于實時檢測所述降壓buck電路的實際輸出電壓，根據實際輸出電壓與參考輸出電壓之間的差值反饋調節所述降壓buck電路的pwm信號，直至所述降壓buck電路的實際輸出電壓等于所述參考輸出電壓。
17、優選地，所述降壓buck電路包括電容cd1、mos管q1、二極管d1、電感l、電容cd2，電容cd1的兩端連接所述全橋整流器的兩輸出端，mos管q1的漏極連接電容cd1的一端，mos管q1的源極連接電感l的一端和二極管d1的負極端，二極管的d1的正極端連接電容cd1的另一端和電容cd2的一端，電感l的另一端連接電容cd2的另一端，所述負載電阻并聯連接所述電容cd2。
18、優選地，所述副邊控制器對降壓buck電路的電壓調節過程具體為：
19、獲取汽車速度v、線圈尺寸l、頻率w，確定車輛運動時引起電壓變化的初相；
20、建立三個基本參數γ1、γ2、γ3分別用于調整電壓變化、環境變化和接收端變壓變化；
21、基于基本參數γ1、γ2、γ3建立三個時間狀態ψ1、ψ2和ψ3，第i個時間狀態建立為：ψi＝γi*ψi′+a*(ψi′-k*verror)，ψi′表示狀態ψi的上一狀態(初始狀態設置為初始值)，verror表示實際輸出電壓與參考輸出電壓之間的差值，k表示對verror的增益系數，a表示對ψi′-k*verror的增益系數；
22、對各個時間狀態求平均得到總狀態數ψ；
23、然后得到新的占空比θ，可用公式表達為：θ＝(ψ-k*verror)/100；
24、調節θ使得最終電壓穩定。
25、優選地，還系統還包括連接在所述全橋逆變器之前的用于濾除雜波的電能質量濾波器；該系統還包括原邊控制器，所述原邊控制器用于實時檢測所述全橋逆變器的輸出電壓和輸出電流，并采用pi控制，構成電流環和電壓環，以調節逆變器的輸出電壓及電流恒定。
26、本專利技術提供的靜態無線充電系統功率調節方法及系統，針對系統輸出電壓波動，設計降壓buck電路，通過實時檢測系統輸出電壓，進一步與參考輸出電壓作對比，配合電壓環動態控制降壓buck電路中mos管的占空比，實現對系統輸出電壓的動態恒壓調節，使得系統輸出功率穩定。另外，基于發射端逆變電壓的波動，通過實時檢測高頻逆變輸出電壓與電流以進行電壓環電流環控制，實現發射端逆變電壓的穩定輸出，有利于系統輸出功率的進一步穩定。對比結果表明，本專利技術提供的靜態無線充電系統功率調節方法及系統，能夠快速地穩定靜態無線充電系統的輸出功率。
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1.靜態無線充電系統功率調節方法，靜態無線充電系統包括交流源、交流轉直流模塊、全橋逆變器、原邊諧振網絡、耦合機構、副邊諧振網絡、全橋整流器和負載電阻，其特征在于，該功率調節方法包括：
2.根據權利要求1所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于：所述降壓buck電路包括電容Cd1、MOS管Q1、二極管D1、電感L、電容Cd2，電容Cd1的兩端連接所述全橋整流器的兩輸出端，MOS管Q1的漏極連接電容Cd1的一端，MOS管Q1的源極連接電感L的一端和二極管D1的負極端，二極管的D1的正極端連接電容Cd1的另一端和電容Cd2的一端，電感L的另一端連接電容Cd2的另一端，所述負載電阻并聯連接所述電容Cd2。
3.根據權利要求2所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于，對降壓buck電路的電壓調節過程具體為：
4.根據權利要求3所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于，該功率調節方法還包括：在全橋逆變器之前添加一個用于濾除雜波的電能質量濾波器。
5.根據權利要求4所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于，該功率調節方法還
6.根據權利要求5所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于，該功率調節方法還包括：對發射線圈和接收線圈的相位進行同步。
7.靜態無線充電系統功率調節系統，應用于權利要求1至6任一項所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于：包括降壓buck電路和副邊控制器，所述降壓buck電路連接在所述全橋整流器和所述負載電阻之間，所述副邊控制器用于實時檢測所述降壓buck電路的實際輸出電壓，根據實際輸出電壓與參考輸出電壓之間的差值反饋調節所述降壓buck電路的PWM信號，直至所述降壓buck電路的實際輸出電壓等于所述參考輸出電壓。
8.根據權利要求7所述的靜態無線充電系統功率調節系統，其特征在于：所述降壓buck電路包括電容Cd1、MOS管Q1、二極管D1、電感L、電容Cd2，電容Cd1的兩端連接所述全橋整流器的兩輸出端，MOS管Q1的漏極連接電容Cd1的一端，MOS管Q1的源極連接電感L的一端和二極管D1的負極端，二極管的D1的正極端連接電容Cd1的另一端和電容Cd2的一端，電感L的另一端連接電容Cd2的另一端，所述負載電阻并聯連接所述電容Cd2。
9.根據權利要求8所述的靜態無線充電系統功率調節系統，其特征在于，所述副邊控制器對降壓buck電路的電壓調節過程具體為：
10.根據權利要求9所述的靜態無線充電系統功率調節系統，其特征在于：還系統還包括連接在所述全橋逆變器之前的用于濾除雜波的電能質量濾波器；該系統還包括原邊控制器，所述原邊控制器用于實時檢測所述全橋逆變器的輸出電壓和輸出電流，并采用PI控制，構成電流環和電壓環，以調節逆變器的輸出電壓及電流恒定。
...【技術特征摘要】
1.靜態無線充電系統功率調節方法，靜態無線充電系統包括交流源、交流轉直流模塊、全橋逆變器、原邊諧振網絡、耦合機構、副邊諧振網絡、全橋整流器和負載電阻，其特征在于，該功率調節方法包括：
2.根據權利要求1所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于：所述降壓buck電路包括電容cd1、mos管q1、二極管d1、電感l、電容cd2，電容cd1的兩端連接所述全橋整流器的兩輸出端，mos管q1的漏極連接電容cd1的一端，mos管q1的源極連接電感l的一端和二極管d1的負極端，二極管的d1的正極端連接電容cd1的另一端和電容cd2的一端，電感l的另一端連接電容cd2的另一端，所述負載電阻并聯連接所述電容cd2。
3.根據權利要求2所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于，對降壓buck電路的電壓調節過程具體為：
4.根據權利要求3所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于，該功率調節方法還包括：在全橋逆變器之前添加一個用于濾除雜波的電能質量濾波器。
5.根據權利要求4所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于，該功率調節方法還包括：實時檢測所述全橋逆變器的輸出電壓和輸出電流，并采用pi控制，構成電流環和電壓環，以調節逆變器的輸出電壓及電流恒定。
6.根據權利要求5所述的靜態無線充電系統功率調節方法，其特征在于，該功率調節方法還包括：對發射線圈和接收線圈的相位進行同步。
7.靜態無...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳寧，肖靜，吳曉銳，莫宇鴻，劉泉，張揚銘，陳紹南，于淼，陳衛東，唐春森，郭敏，郭小璇，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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