[发明专利]动态解耦调节输出功率的无线电能传输系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种动态解耦调节输出功率的无线电能传输系统及其控制方法，其系统包括原边电路、副边电路、负载R_L和驱动控制电路，且所述原边电路包含直流电源、高频逆变电路、原边谐振补偿电路和发射线圈L_P；副边电路包含接收线圈L_S、副边谐振补偿电路和由D₁～D₄四个二极管组成的全桥电路。驱动控制电路包括驱动控制器，两个全控型开关管S₁和S₂。该系统的控制方法包含以下步骤：S1：检测负载R_L的电流得出输出功率；S2：结合当前输出功率，根据需要调节S₁和S₂的通断以及占空比，实现功率调节。本发明的显著效果是：有效的快速调节输出功率并使之稳定，降低了电路的复杂度、体积和成本，保证了系统的输出功率在很短的时间内达到并稳定在设定值。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术，具体设计一种通过动态解耦调节输出功率的无线电能传输系统及其方法。

背景技术

随着科技的不断发展，无线电能传输技术已逐渐成为当下电工技术领域研究热点，它解决了传统导线直接电气接触带来的各种问题，具有广泛的应用前景。其中以感应耦合电能传输(ICPT)技术的研究最为热点，也取得了众多的理论和实际成果，并逐步推广应用。在输出功率的调节控制上，通常会采用在原边高频逆变电路之前或副边整流电路之后增加一个DC-DC变换电路，通过该电路调节电压的大小从而调节输出功率的大小。这些方式会增加电路的复杂度、增加系统的体积和成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种动态解耦调节输出功率的无线电能传输系统及其控制方法，旨在通过全控型开关管实现对传输系统中桥式电路的效率控制，完成对无线电能传输系统的输出功率的动态解耦调节。

为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种动态解耦调节输出功率的无线电能传输系统，包含原边电路、副边电路、负载R_L和驱动控制电路，其关键在于：所述原边电路包含直流电源、高频逆变电路、原边谐振补偿电路和发射线圈L_P；所述副边电路包含接收线圈L_S、副边谐振补偿电路和由D₁～D₄四个二极管组成的全桥电路；所述驱动控制电路包括驱动控制器，两个全控型开关管S₁和S₂；所述全控型开关管S₁和S₂分别与全桥电路中的二极管D₃和D₄反并联连接，且同时与驱动控制电路连接；所述驱动控制电路通过检测负载R_L的电流，得出输出功率，进而控制全控型开关管S₁和S₂的通断以及占空比。

可选地，所述全控型开关管可选择但不限于MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、IGCT(integratedGate Commutated Thyristors，集成门极换流晶闸管)或者GTO(gate turn-offthyristor，可关断晶闸管)中的一种。

可选地，驱动控制电路通过设置电流霍尔传感器来检测负载R_L的电流。

一种动态解耦调节输出功率的无线电能传输系统的控制方法，其关键在于包含以下步骤：

S1：通过驱动控制电路检测负载R_L的电流得出输出功率；