[发明专利]一种无线充电系统负载和互感估计方法

摘要

一种无线充电系统负载和互感估计方法，步骤如下：步骤A、对逆变器输出电压、原边补偿电路中并联电容的电压、及无线能量传输线圈输入电流进行上升沿过零点检测，获取在一个周期内上升沿过零点时间；步骤B、获取无线充电系统工作频率，测量原边补偿电路中电感和电容值，以及无线能量传输线圈原边和副边自感值，计算副边电路反射复阻抗；步骤C、获取副边补偿电路的等效输入复阻抗与负载的函数关系；步骤D、利用副边电路反射复阻抗以及副边补偿电路的等效输入复阻抗与负载的函数关系对负载进行估计；步骤E、利用副边电路反射复阻抗、副边补偿电路的等效输入复阻抗与负载的函数关系以及负载的估计值对互感进行估计。

主权项

1.一种无线充电系统负载和互感估计方法，应用所述无线充电系统负载和互感估计方法的无线充电系统包括母线电源(201)、逆变器(202)、原边补偿电路(203)、无线能量传输线圈(204)、副边补偿电路(205)、整流桥(206)，以及负载(207)；所述逆变器(202)的输入端与母线电源(201)连接，逆变器(202)的输出端与原边补偿电路(203)的输入端相连，原边补偿电路(203)的输出端与无线能量传输线圈(204)的输入端相连，无线能量传输线圈(204)的输出端与副边补偿电路(205)的输入端相连，副边补偿电路(205)的输出端与整流桥(206)的输入端相连，整流桥(206)的输出端与负载(207)连接，其特征在于：所述的无线充电系统负载和互感估计方法采用逆变器(202)输出电压、原边补偿电路(203)中并联电容的电压以及无线能量传输线圈(204)输入电流的上升沿过零点在一个周期内的时刻值代替其各自基波分量的相位进行参数估计；步骤如下：步骤A、对逆变器(202)输出电压、原边补偿电路(203)中并联电容的电压、无线能量传输线圈(204)输入电流进行上升沿过零点检测，获取在一个周期内其各自上升沿过零点时间；步骤B、获取无线充电系统工作频率，测量原边补偿电路(203)中的电感和电容值，以及无线能量传输线圈(204)的自感值，结合一个周期内逆变器(202)输出电压、原边补偿电路(203)中并联电容的电压，以及无线能量传输线圈(204)输入电流其各自上升沿过零点时间计算副边电路反射复阻抗；步骤C、获取副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗与负载(207)的函数关系；步骤D、利用计算出的副边电路反射复阻抗的实部和虚部值以及副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗的实部、虚部与负载(207)的函数关系，通过以下关系式对无线充电系统负载(207)的值进行估计：其中，R_{l_cal}为无线充电系统负载(207)的估计值，L_s为无线能量传输线圈(204)副边自感的测量值，k为副边电路反射阻抗的实部R_ref与副边电路反射阻抗的虚部X_ref的比值，f为无线充电系统的工作频率，a₂、a₁、a₀为副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗实部与负载(207)的二次函数多项式从高到低各项的系数，b₂、b₁、b₀为副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗虚部与负载(207)的二次函数多项式从高到低各项的系数；步骤E、利用计算出的副边电路反射复阻抗值、副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗与负载(207)的函数关系，以及负载(207)的估计值对互感进行估计：首先利用负载(207)的估计值和副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗与负载(207)的二次函数关系式求出副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗的实部R_c与虚部X_c，然后利用以下关系式对无线充电系统互感的值进行估计：其中，M_cal为无线充电系统互感的估计值，R_c为副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗的实部，X_c为副边补偿电路(205)的等效输入复阻抗的虚部，f为无线充电系统的工作频率，R_ref为副边电路反射复阻抗的实部。