[发明专利]一种无线输电系统及控制方法

说明书

本发明提供了无线输电技术领域的一种无线输电系统及控制方法，输电系统包括磁耦合谐振输电模块、控制器、开关驱动器；磁耦合谐振输电模块包括直流电压源、全桥逆变器、能量发射谐振电路、能量接收谐振电路、不可控桥式整流器、滤波电容C_f、负载R_L；全桥逆变器与直流电压源以及能量发射谐振电路连接；能量接收谐振电路与能量发射谐振电路以及不可控桥式整流器连接；滤波电容C_f与负载R_L并联后，与不可控桥式整流器连接；全桥逆变器与不可控桥式整流器均与开关驱动器连接；控制器分别与直流电压源、负载R_L、开关驱动器以及全桥逆变器连接。本发明的优点在于：极大的提升了无线输电系统的动态稳定性，进而极大的提升了电能传输的效率。

技术领域

本发明涉及无线输电技术领域，特别指一种无线输电系统及控制方法。

背景技术

无线电能传输(WPT)技术在低功耗电子设备中得到越来越广泛的应用，与主流采用的磁场感应功率转移(MFIPT)以及电场感应功率转移(EFIPT)相比，磁耦合谐振WPT(MCR-WPT)对方向不敏感，具有较长的传输距离，因此具有更大的发展潜力。

如何使系统的输出功率和效率最大化是WPT系统的发展方向，随着技术的迭代进步，还需要对输出电压和电流进行控制。然而，负载阻抗和谐振器在WPT系统中的位置是可变的，将使最大功率点和最大效率点呈现动态变化；由于开环系统的行为多变，会降低WPT系统的稳定性。

传统上存在一种基于遗传算法的MCR-WPT系统负载和互感参数辨识方法，该方法基于能量守恒原理和等效负载理论，该方法存在实时识别和信号采样困难的缺点，因为需要对高频交流电压和电流进行采样，而一般设备很难做到这一点；同时，该方法只能在模型参数已知且固定的情况下使用，实验结果与参数设置有很大的关系，一旦这些参数偏离实际参数，实验结果就会有很大偏差，不能满足实际应用的需要。

因此，如何提供一种无线输电系统及控制方法，实现提升无线输电系统的动态稳定性，进而提升电能传输的效率，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种无线输电系统及控制方法，实现提升无线输电系统的动态稳定性，进而提升电能传输的效率。

第一方面，本发明提供了一种无线输电系统，包括一磁耦合谐振输电模块、一控制器以及一开关驱动器；

所述磁耦合谐振输电模块包括一直流电压源、一全桥逆变器、一能量发射谐振电路、一能量接收谐振电路、一不可控桥式整流器、一滤波电容C_f以及一负载R_L；

所述全桥逆变器的一端与直流电压源连接，另一端与所述能量发射谐振电路连接；所述能量接收谐振电路的一端与能量发射谐振电路连接，另一端与所述不可控桥式整流器连接；所述滤波电容C_f与负载R_L并联后，与所述不可控桥式整流器连接；

所述全桥逆变器与不可控桥式整流器均分别与开关驱动器连接；所述控制器分别与直流电压源、负载R_L、开关驱动器以及全桥逆变器连接。

进一步地，所述全桥逆变器包括一开关管S₁、一开关管S₂、一开关管S₃以及一开关管S₄；

所述开关管S₁的一端与直流电压源的正极以及开关管S₃连接，另一端与所述开关管S₂以及能量发射谐振电路连接；所述开关管S₂与直流电压源的负极以及开关管S₄连接；所述开关管S₃与开关管S₄以及能量发射谐振电路连接。