[发明专利]一种无线电能传输功率控制方法及系统

权利要求书

1.一种无线电能传输功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用同步Buck变换器级联LCC-S谐振网络，形成Buck-LCC-S无线电能传输系统；

利用LCC-S谐振网络的输入电压U_in和LCC-S谐振网络发射端与发射线圈并联的电容的峰值电压V_CPP推算出Buck-LCC-S无线电能传输系统的输出功率；

根据所述输出功率和预设的传输功率，利用PI控制调整所述同步Buck变换器的占空比，对LCC-S谐振网络的输入电压进行控制，从而控制Buck-LCC-S无线电能传输系统的输出功率。

2.根据权利要求1所述的无线电能传输功率控制方法，其特征在于，所述推算出Buck-LCC-S无线电能传输系统的输出功率，具体为：

获取LCC-S谐振网络的输入电压U_in和LCC-S谐振网络发射端与发射线圈并联的电容的峰值电压V_CPP；

所述Buck-LCC-S无线电能传输系统的输出功率P_out为：

式中，Z_LP为LCC-S谐振网络发射端补偿电感的阻抗。

3.根据权利要求2所述的无线电能传输功率控制方法，其特征在于，所述利用PI控制调整所述同步Buck变换器的占空比，对LCC-S谐振网络的输入电压进行控制，具体为：

设置预设的传输功率Pref；

将计算得到的Buck-LCC-S无线电能传输系统的输出功率P_out与所述预设的传输功率Pref作差得到误差值，将误差值根据PI算法计算出占空比，生成具有所述占空比的PWM波至所述同步Buck变换器中，实现对LCC-S谐振网络的输入电压进行控制，从而控制Buck-LCC-S无线电能传输系统的输出功率。

4.一种无线电能传输功率控制系统，应用于权利要求1至3任一项所述的无线电能传输功率控制方法，其特征在于，包括发射端全桥整流和滤波模块、同步Buck变换器、功率全桥逆变模块、发射端谐振网络、接收端网络和接收端全桥整流和滤波模块以及控制模块，其中：

所述发射端全桥整流和滤波模块的输入端与输入交流电压连接，所述发射端全桥整流和滤波模块的输出端与所述同步Buck变换器的输入端连接，所述同步Buck变换器的输出端与所述功率全桥逆变模块的输入端连接，所述功率全桥逆变模块的输出端与所述发射端谐振网络的输入端连接，所述发射端谐振网络的输出端与所述接收端网络的输入端无线连接，所述接收端网络的输出端与所述接收端全桥整流和滤波模块的输入端连接，所述接收端全桥整流和滤波模块的输出端与外接负载设备连接，所述控制模块的输入端分别与所述同步Buck变换器和发射端谐振网络连接，所述控制模块的输出端分别与所述同步Buck变换器和功率全桥逆变模块连接。

5.根据权利要求4所述的无线电能传输功率控制系统，其特征在于，所述发射端全桥整流和滤波模块包括整流二极管D₁、整流二极管D₂、整流二极管D₃、整流二极管D₄和滤波电容C_in，其中：

所述整流二极管D₁的正极分别与所述整流二极管D₃的负极、输入交流电压的一端连接，所述整流二极管D₁的负极分别与所述整流二极管D₂的负极、滤波电容C_in的一端连接，所述整流二极管D₃的正极分别与所述整流二极管D₄的正极、滤波电容C_in的另一端连接，所述整流二极管D₄的负极分别与所述整流二极管D₂的正极、输入交流电压的另一端连接，所述滤波电容C_in的两端作为所述发射端全桥整流和滤波模块的输出端与所述同步Buck变换器连接。