[发明专利]一种负载在线识别的无线电能传输系统及负载识别方法

摘要

本发明公开了一种负载在线识别的无线电能传输系统及负载识别方法，适用于无线充电领域中使用，包括高频逆变器，原边基波能量发射模块，原边谐波能量发射模块，副边能量接收模块，系统负载，副边信号处理与发射模块，原边信号接收与处理模块以及选择开关。在系统正常输出电能时，选择开关断开，切出原边谐波能量发射模块，通过副边能量接收模块中的副边磁能拾取线圈接收来自原边基波能量发射模块中的能量并传递给负载；在需要进行负载动态识别时，选择开关闭合，切入原边谐波能量发射模块，通过提取并检测系统负载电流中的基波和谐波电流的含量和大小，依据叠加定理建立关于负载阻值和电抗的方程组，从而动态识别出负载性质及大小。采用谐波来进行负载识别，其步骤简单，能量利用率高，负载识别过程不对系统能量传输产生影响，对负载识别精度高。

主权项

1.一种负载在线识别的无线电能传输系统，其特征在于：它包括直流电源(1)、高频逆变器(2)、原边基波能量发射模块(3)、原边谐波能量发射模块(4)、副边能量接收模块(5)、系统负载(6)、副边信号处理与发射模块(7)、原边信号接收与处理模块(8)、选择开关Ⅰ(9)和选择开关Ⅱ(10)；直流电源(1)与高频逆变器(2)的输入端相连接，高频逆变器(2)的输出端分别与原边基波能量发射模块(3)和原边谐波能量发射模块(4)的输入端相连接，原边基波能量发射模块(3)和原边谐波能量发射模块(4)与副边能量接收模块(5)分别构成基波和谐波能量无线传输通道，副边能量接收模块(5)与系统负载(6)相连接，将能量以无线的方式传递给系统负载(6)，副边信号处理与发射模块(7)用以采集系统负载(6)的瞬时电压和电流，并将检测到的信号通过无线的方式发送给原边信号接收与处理模块(8)，原边信号接收和处理模块(8)将采集到的信号转换成驱动信号控制高频逆变器(2)；其中原边基波能量发射模块(3)和原边谐波能量发射模块(4)并行连接在高频逆变器(2)的输出端，分别在基波频率和3次谐波频率下发生谐振，形成基波和三次谐波能量传输通道，根据作用在副边能量接收模块(5)上的感应电压和由副边信号处理与发射模块(7)检测出的负载电压和电流信号，建立关于负载阻值和电抗的方程组，从而计算出系统负载(6)的大小，再由原边信号接收和处理模块(8)将负载信息传递到高频逆变器(2)，通过驱动高频逆变器(2)进行后续的功率控制，电压调节；所述副边能量接收模块(5)包括顺序连接的副边基波磁能拾取线圈Ls1、副边谐波磁能拾取线圈Ls3和副边补偿电容Cs1；选择开关Ⅰ(9)和选择开关Ⅱ(10)用于切入和切出原边谐波能量发射模块，从而分别构成基波提取通道或者由原边基波能量发射模块和原边谐波能量发射模块形成的基波和三次谐波提取通道，进而形成方程组计算负载阻抗。