[发明专利]一种用于实现动态无线恒定功率充电的系统及其控制方法有效
| 申请号： | 201510654368.4 | 申请日： | 2015-10-12 |
| 公开（公告）号： | CN105245025B | 公开（公告）日： | 2018-07-13 |
| 发明（设计）人： | 段善旭;赵锦波;蔡涛;丰昊;张晓明 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | H02J50/10 | 分类号： | H02J50/10;H02J7/00 |
| 代理公司： | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人： | 廖盈春 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | 本发明提供一种用于实现动态无线恒定功率充电的系统电路及其控制方法，系统包括能量发射模块、能量接收模块和恒定功率跟踪控制模块；能量发射模块用于将原边直流电源转换为高频交流电能并通过高频磁场耦合的方式发射；能量接收模块用于接收电能并供给负载；恒定功率跟踪控制模块用于根据实时采集的充电电流获得参考控制信号，并将整流端口电压调整为参考控制信号，实现恒定功率跟踪控制。本发明以副边的DC/DC变换器输出直流电流为反馈量，采用基于扰动观察法的恒定功率跟踪控制方法，扰动不控整流端直流电压，使得从原边到副边的传输电压增益始终工作在传输功率极值点对应的电压增益点上，从而实时保证系统以恒定功率传输电能，保持输出功率稳定。 | ||
| 搜索关键词： | 恒定功率 参考控制信号 跟踪控制模块 恒定功率充电 能量发射模块 能量接收模块 跟踪控制 副边 原边 高频交流电能 输出直流电流 直流电源转换 扰动观察法 保证系统 充电电流 传输电能 传输电压 传输功率 电压增益 端口电压 高频磁场 供给负载 实时采集 输出功率 系统电路 反馈量 极值点 耦合的 扰动 发射 | ||
【主权项】：
1.一种用于实现动态无线恒定功率充电的系统，其特征在于，包括依次连接的能量发射模块、能量接收模块和恒定功率跟踪控制模块；所述能量发射模块用于将接收的直流电源转换为电能并通过高频磁场耦合的方式发射；所述能量接收模块用于接收所述电能并供给负载；所述恒定功率跟踪控制模块用于根据实时采集的充电电流获得参考控制信号Vref，并将整流端口电压Vd2调整为所述参考控制信号Vref，实时跟踪到功率极值点对应的传输电压增益点上，实现恒定功率跟踪控制；所述能量发射模块包括依次连接的高频逆变单元(2)、LC滤波单元(3)、原边补偿单元(4)和功率发射线圈(5)；所述高频逆变单元(2)用于对外部输入的直电压Vd1逆变为定频f0电压方波Vab，所述LC滤波单元(3)用于滤除所述高频电压方波Vab中的谐波成分，所述功率发射线圈(5)用于将经过滤波后的高频电压方波按照高频磁场耦合的方式发射电能；所述原边补偿单元(4)用于对所述功率发射线圈(5)的电流进行调节，减小传输功率随偏移距离的波动；所述原边补偿单元(4)包括第一补偿电容、第二补偿电容和第三补偿电容；所述第一补偿电容和第三补偿电容串联连接，所述第一补偿电容的非串联端与所述LC滤波单元(3)的输出端连接，所述第三补偿电容的非串联端用于连接至所述功率发射线圈(5)的一端；所述第二补偿电容的一端与所述第一补偿电容和第三补偿电容的串联连接端连接，所述第二补偿电容的另一端用于连接至所述功率发射线圈(5)的另一端；所述第一补偿电容、第二补偿电容和第三补偿电容的容值分别为Ccmi＝1/[|Zcmi|×(2πf0)]；电抗值分别为：![]()
其中，i为补偿电容的序号，i＝1、2、3；f0为系统工作频率；γ1为第一补偿系数、κ为第二补偿系数，β为补偿比例系数，ZL1为功率发射线圈的电抗，Zcm1为第一补偿电容的电抗值，Zcm2为第二补偿电容的电抗值，Zcm3为第三补偿电容的电抗值。
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- 2018-11-27 - 2019-10-15 - H02J50/10
- 本实用新型属于多能源利用技术领域，特别涉及一种半导体高压阀应用电路中高电位隔离电源。包括高压半导体阀组、交流电流源、高压隔离互感器、阀段取能互感器、单元取能变送器及单元控制电源；由一台高压隔离互感器LH0与高压半导体阀组一端对地电压等级相配合的交流互感器承担主绝缘；纵绝缘由多台阀段取能互感器分压分担；高压半导体阀组由多段构成，每段设有一台阀段取能互感器，每个电流互感器绝缘与本区段分担的纵绝缘电压等级相配合。本实用新型比穿心电缆与取能互感器耦合取能方案的应用电压更高，比自取能电路提供更大的电源功率，实现了半导体元件串联应用在高压电路时高电位取能问题。
- 一种用于GIL在线监测的环流自供电系统-201822167943.X
- 朱然;王琦;王通德;邵明锋 - 江苏南瑞恒驰电气装备有限公司
- 2018-12-21 - 2019-10-15 - H02J50/10
- 本实用新型公开了一种用于GIL在线监测的环流自供电系统，包括多个GIL本体，多个所述GIL本体呈平行设置且两侧的外壁上均设有多个导流块，所述导流块间通过导流排相连接，最上侧的所述GIL本体通过导流排与取能电流互感器相连接，所述取能电流互感器包括取能互感器线圈外壳，所述取能互感器线圈外壳的两侧均设有取能互感器绝缘子，两个所述取能互感器绝缘子相背的一侧均设有取能互感器连接排，两个所述取能互感器连接排一端均与导流排相连接。本实用新型施工安装简便、稳定性高、环境适应力强，并且旁路电源切换电路所连接的负载电路可负载旁路电源上多余的负载，系统故障时能够通过旁路输入切换到旁路电源，提高可靠性。
- 无线充电装置-201822267576.0
- 陈进添;吴华明;余小春;吴良贵;张键;王茂林;张加科;陈娟 - 福建南平南孚电池有限公司
- 2018-12-29 - 2019-10-15 - H02J50/10
- 本实用新型提供一种无线充电装置，用于给带无线接收功能的移动设备充电，其包括无线充电器和背贴。无线充电器包括无线发射线圈和多个磁性件，多个磁性件沿第一圆周设置在无线发射线圈的外侧；背贴能够贴合在移动设备上，背贴构造为扇环形的板状结构，且能够与磁性件相吸，使得移动设备能够与无线充电器可分离地连接。根据本实用新型的无线充电装置，当移动设备进行充电时，移动设备在磁性件的磁吸力的作用下不会与无线充电器分离，以能够防止移动设备从无线充电器上掉落，并且移动设备能够以任意角度摆放在无线充电器上以进行充电，使得移动设备的充电操作较为简单，提高用户实用体验。
- 无线供电装置及无线电力传输系统-201910223368.7
- 大山寿 - TDK株式会社
- 2019-03-22 - 2019-10-11 - H02J50/10
- 本发明提供能够抑制制造成本的增大，且抑制无线受电装置接受的电力随着无线通信的质量的降低而不稳定化的无线供电装置及无线电力传输系统。一种无线供电装置，是向无线受电装置具备的受电线圈传输交流电力的无线供电装置，具备：供电线圈，其与上述受电线圈进行磁耦合；供电电路，其向上述供电线圈供给交流电压；供电侧通信部，其与上述无线受电装置进行无线通信；测定部，其测定上述无线通信的特性值；控制电路，其根据上述测定部测定的上述特性值，控制上述供电电路向上述供电线圈供给的交流电压。
- 分体式无线充电装置-201910498238.4
- 刘勇;区志恒 - 深圳锐灵新源电子科技有限公司;深圳迈博创意有限公司
- 2019-06-10 - 2019-10-11 - H02J50/10
- 本申请公开了一种分体式无线充电装置，包括：无线充电模块，所述无线充电模块的一端设有第一固定部，所述无线充电模块上设有第一连接部；电池模块，所述电池模块的一端设有第二固定部，所述电池模块上设有第二连接部；所述第一固定部与所述第二固定部相互配合，以使得所述无线充电模块与所述电池模块可拆卸的固定连接，所述第一连接部与所述第二连接部连接，以使得所述无线充电模块与所述电池模块电连接。本申请的分体式无线充电装置，通过将无线充电模块与电池模块可拆卸的方式组合在一起进行使用，用户可以配置多块电池模块匹配无线充电模块进行替换使用，不用担心电池模块电芯容量问题，解决使用的灵活性和可持续性。
- 一种应用于大功率无线电能传输的方形线圈优化结构-201910722213.8
- 汪星华;张秋敏;韩国鹏;李阳;姜山;杨庆新;赵景太;马靖男 - 中车唐山机车车辆有限公司;天津工业大学
- 2019-08-06 - 2019-10-11 - H02J50/10
- 本发明公开了一种应用于大功率无线电能传输的方形线圈优化结构。所述新型方形线圈的结构中，发射线圈由四个小型方形线圈串联构成，四个线圈的电流方向从上到下为：逆时针‑顺时针‑顺时针‑逆时针，一条对角线上的两个线圈的磁场方向向下，另外一条对角线上的两个线圈的磁场方向向上；接收线圈同样由四个小型方形线圈串联构成，四个线圈的电流方向从上到下为：顺时针‑逆时针‑逆时针‑顺时针，四个一条对角线上的两个线圈的磁场方向向上，另外一条对角线上的两个线圈的磁场方向向下。本发明具有较好的抗偏移的传能性能，同时具有传输功率更高和传输效率更高的特点，更加适用于应用在低频(kHz)下的大功率感应式无线电能传输系统。
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