[发明专利]一种改进的随机SPWM控制无线充电方法及系统

权利要求书

1.一种改进的随机SPWM控制无线充电方法，其特征在于，所述无线充电方法包括：

步骤1，采集无线充电系统中发射线圈和接收线圈的电气参数，并计算无线充电系统的传递函数；

步骤2，根据无线充电系统的传递函数确定随机SPWM控制的中心频率，并对中心频率进行归一化；

步骤3，以归一化后的中心频率作为期望开关频率，使用概率状态矩阵算法生成的随机数以及随机SPWM控制的随机开关频率最大波动量，计算随机SPWM控制的随机开关频率；

步骤4，使用随机开关频率计算随机SPWM控制的载波频率；

步骤5，根据载波频率调制无线充电系统中高频逆变器的随机开关信号，高频逆变器在随机开关信号控制下将直流电逆变为交流电，发射线圈将交流电感应给接收线圈，实现无线充电。

2.根据权利要求1所述的一种改进的随机SPWM控制无线充电方法，其特征在于：

步骤1中，无线充电系统的传递函数满足如下关系式：

式中，

M为无线充电系统中发射线圈和接收线圈之间的互感，

k为无线充电系统中发射线圈和接收线圈之间的耦合系数，

C₂为无线充电系统中接收线圈的副边谐振补偿电容，

ω₀为无线充电系统中发射线圈和接收线圈之间的谐振角频率，

Q₂为无线充电系统中接收线圈的品质因数，

s为拉普拉斯变换中的变量。

3.根据权利要求1所述的一种改进的随机SPWM控制无线充电方法，其特征在于：

步骤2中，根据无线充电系统的传递函数绘制出幅频曲线，以曲线峰值对应的开关频率作为SPWM开关频率的中心频率。

4.根据权利要求3所述的一种改进的随机SPWM控制无线充电方法，其特征在于：

中心频率在归一化之前是85kHz。

5.根据权利要求1所述的一种改进的随机SPWM控制无线充电方法，其特征在于：

步骤3包括：

步骤3.1，使用三阶概率状态矩阵算法生成随机数R，且R∈[-1,1]；

步骤3.2，以归一化后的中心频率作为期望开关频率f_w；

步骤3.3，设置随机SPWM控制的随机开关频率最大波动量X；

步骤3.4，以如下关系式计算随机SPWM控制的随机开关频率：

f＝f_w+XR

其中，随机SPWM控制的随机开关频率的区间为[f_w-X,f_w+X]。

6.根据权利要求5所述的一种改进的随机SPWN控制无线充电方法，其特征在于：

步骤3.1包括：

步骤3.1.1，若目标系统当前属于第一状态，则目标系统下次属于第三状态的概率为P₁，目标系统下次属于第二状态的概率为1-P₁；

步骤3.1.2，若目标系统当前属于第二状态，则目标系统下次属于第二状态的概率为P₂，目标系统下次属于第一状态或第三状态的概率均为(1-P₂)/2；

步骤3.1.3，若目标系统当前属于第三状态，则目标系统下次属于第一状态的概率为P₁，目标系统下次属于第二状态的概率为1-P₁；

步骤3.1.4，根据上述步骤确定三阶概率状态矩阵p₃满足如下关系式：

步骤3.1.5，通过三阶概率状态矩阵p₃将随机数R划分为三个状态区间，第一状态区间为[-1,-0.33)，第二状态区间为[-0.33,0.33]，第三状态区间为(0.33,1]。

7.根据权利要求5所述的一种改进的随机SPWM控制无线充电方法，其特征在于：

步骤3.3中，随机开关频率最大波动量X通过人工设置。