[发明专利]DC-AC转换器的控制方法及接地组件和无线电力传输方法

说明书

本发明公开了DC‑AC转换器控制方法，接地组件和使用其的无线电力传输方法。用于控制无线电力传输用接地组件的DC‑AC转换器的方法，其中DC‑AC转换器包括在电源和初级线圈之间设置为桥式电路形式的第一、第二、第三和第四开关，该方法可包括：检测在DC‑AC转换器的输出电压信号的上升沿流经初级线圈的电流；确定是否电流的强度处于落入预定参考范围内的负电平；以及响应于确定电流未处于负电平，改变DC‑AC转换器的开关频率。

技术领域

本公开涉及无线电力传输系统，更具体地说，涉及控制DC-AC转换器的方法，使用其的接地组件，以及使用其的无线电力传输方法。

背景技术

由于环境污染和石油能量枯竭，世界范围内正在对环保电动车辆(EV)展开研究。随着对EV和插电式混合动力车辆(PHEV)的需求和研发的增多，用于高压电池充电的车载充电器(OBC)成为汽车工业中的重要元件。同时，代替使用连接器的传导充电，用于不用连接器来对高压电池充电的无线电力传输(WPT)技术已被引入。

在用于EV充电的无线充电系统中，初级盘和次级盘在等效电路中可被建模为变压器。与传统转换器变压器相比，由于初级盘和次级盘之间的空气隙很大，因此耦合系数相对较低。也就是说，由于磁化电感远大于漏电感，可能会变得难以传递电力至输出。因此，通常使用这样一种方法，其中至少一个电容器被施加给初级盘和次级盘以使得盘间的谐振由盘的电感和电容引起。

通常，移相全桥转换器被用作用于无线电力传输系统的转换器，其连接至初级盘的前端。此外，零电压开关(ZVS)技术被用来改善转换器的效率。设计该转换器以通过使用初级和次级盘的电容来实现ZVS并不太难。

然而，在无线充电期间，初级和次级盘之间的未对准、盘(pad)和电容器的制造公差、以及其不同特性可能会破坏其谐振。同样的，由于该原因，流经转换器中开关的反向电流可能会大量产生，转换器的ZVS可能不能得到保证，并且无线电力传输系统的效率可能会迅速下降。

同时，具有大载流量的开关应当被使用以应对反向电流。此外，如果ZVS得不到保证，由硬开关引起的电磁干扰(EMI)的增加将需要附加的滤波器用来减少EMI，由此增大了整个系统的体积和材料成本。

发明内容

由此，本公开的典型实施例被提供以充分地消除由相关技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

本公开的典型实施例提供一种直流至交流(DC-AC)转换器，其能够最小化流经开关的反向电流并且即使是在无线电力传输系统或无线充电系统中存在初级和次级盘之间的未对准和/或盘和电容器的制造公差时也能保证ZVS。

本公开的典型实施例还提供一种接地组件，其通过使用上述DC-AC转换器提供高的效率和性能。

本公开的典型实施例还提供一种无线电力传输方法，通过使用该DC-AC转换器其能够增强无线电力传输的稳定性和可靠性。

为了达到上述目的，本公开的一个方面提供一种用于无线电力传输的接地组件的直流至交流(DC-AC)转换器的控制方法，该转换器包括在电源和初级线圈之间设置为桥式电路形式的第一、第二、第三和第四开关。该方法可包括在DC-AC转换器输出电压信号的上升沿检测流经初级线圈的电流；确定检测到的电流是否为落入预定参考范围内的负电平；以及响应于确定该电流不是落入预定参考范围内的负电平，改变DC-AC转换器的开关频率。

同样的，在确定中，可以确定检测到的电流是否为未落入预定参考范围内的过大负电平。

在此，响应于确定检测到的电流为过大负电平，可减小DC-AC转换器的开关频率。

在此，响应于确定检测到的电流为正电平，可增大DC-AC转换器的开关频率。

同样的，在检测中，可在输出电压信号的正脉冲的上升沿检测流经初级线圈的第一电流，并且可在输出电压信号的负脉冲的下降沿检测流经初级线圈的第二电流。