[实用新型]基于DSP锁相技术的CPT谐振频率装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及谐振频率装置，具体涉及基于DSP锁相技术的CPT谐振频率装置。

背景技术

基于磁场耦合的非接触电能传输技术是将耦合器的原、副边绕组分别绕在不同的铁心上，实现了在电源和负载之间非机械连接的电磁能量传递，但是此技术的缺点之一在于对位移和频率的稳定性差，一旦出现失谐状态，效率会急剧下降。针对非接触电能传输领域中实现谐振状态大多采用模拟锁相实现频率跟踪，本专利利用数字信号处理器(DSP)通过软件锁相技术实现频率跟踪来达到谐振目的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供基于DSP锁相技术的CPT(非接触电能传输)谐振频率装置，利用DSP实现锁相不仅可以简化硬件电路、降低成本，还解决了模拟电路中器件的老化和温漂等问题，提高了锁相的精度和速度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

基于DSP锁相技术的CPT谐振频率装置，主要由电源单元，LC谐振耦合器和频率跟踪单元三部分组成，所述频率跟踪单元包括数字信号处理器DSP，DSP的PWM输出端连接功率放大器，所述功率放大器还连接有LC谐振耦合器。

所述DSP的捕获单元CAP1获取原边回路中的电压信号，捕获单元CAP2获取原边回路中的电流信号。

所述DSP的型号为TMS320F2812。

所述LC谐振耦合器的原边和副边线圈的电感、电容对称设置。

所述DSP产生的PWM波通过二阶滤波转化为正弦波输入到功率放大器，然后输出一定功率的正弦信号给LC谐振耦合器，通过DSP产生的PWM波来控制功率放大器的信号输出频率。

本实用新型的有益效果是：

1.解决非接触电能传输中对位移和频率的稳定性差，一旦出现失谐状态，效率会急剧下降这一问题。

2.采用基于数字信号处理器TMS320F2812的软件锁相技术实现非接触电能系统谐振频率的跟踪方法。

3.目前大多采用模拟锁相技术实现非接触电能传输的频率跟踪，与传统的模拟锁相相比，利用DSP实现软件锁相不仅可以简化硬件电路、降低成本，还解决了模拟电路中器件的老化和温漂等问题，提高了锁相的精度和速度，利用该方法锁相具有精度高、稳定、快速且简单易于实现等优点，能很好地实现对CPT系统谐振频率的实时跟踪，减少了无功损耗，保证系统电能的高效率传输。对非接触电能传输技术的实际应用具有重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的锁相算法示意图。

图3是本实用新型的相位差捕获原理示意图

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

基于DSP锁相技术的CPT谐振频率装置，主要由电源单元，LC谐振耦合器和频率跟踪单元三部分组成，所述频率跟踪单元包括数字信号处理器DSP，DSP的PWM输出端连接功率放大器，所述功率放大器还连接有LC谐振耦合器。

所述DSP的捕获单元CAP1获取原边回路中的电压信号，捕获单元CAP2获取原边回路中的电流信号。

所述DSP的型号为TMS320F2812。

所述LC谐振耦合器的原边和副边线圈的电感、电容对称设置。

所述DSP产生的PWM波通过二阶滤波转化为正弦波输入到功率放大器，然后输出一定功率的正弦信号给LC谐振耦合器，通过DSP产生的PWM波来控制功率放大器的信号输出频率。

所述LC谐振耦合器，主要根据电磁感应原理将电源产生的高频能量从原边线圈耦合到副边线圈最终给负载供电。本文中采用原边和副边线圈的电感、电容对称设置，以保证两线圈同时发生谐振。LC谐振耦合器中两线圈处于自谐振状态，能够保证回路中的无功功率最小，有助于电能的传递。

为保证LC谐振耦合器始终处于谐振状态，可以通过控制DSP输出PWM波的频率改变电源输出信号频率，以保证原边回路中电压与电流同相位，实现谐振频率的跟踪。