[发明专利]串联谐振型无线功率传输系统的电磁干扰预测方法

说明书

本发明公开了一种串联谐振型无线功率传输系统的电磁干扰预测方法，目的在于，对系统进行电磁干扰预测，直观的反映出系统电磁干扰的严重程度，并在搭建试验平台前对系统参数与模型进行优化，降低其电磁干扰，所采用的技术方案为：首先确定系统参数，然后建立系统电磁干扰模型，添加系统寄生参数，其次分析不同耦合系数对无线功率传输系统工作状态的影响，再次分析不同耦合系数对系统电磁干扰模型的影响，最后仿真计算不同耦合系数下输出侧共模干扰信号时域与频域波形，根据时域与频域波进行分析，为实际系统电磁干扰抑制提供指导。

技术领域

本发明属于电力电子电磁干扰研究领域，具体涉及一种串联谐振型无线功率传输系统的电磁干扰预测方法。

背景技术

相比于通过金属导线进行能量传输的方式，无线功率传输不但没有其传输介质容易老化损耗、传输过程中摩擦产生火花影响设备使用寿命和用电安全的弊端，反而具有便捷、耐用、特殊场合也可适用等优势。因此，在移动终端和电动汽车的充电、体内植入的医疗设备的供电等方面具有广大应用前景，其电磁干扰问题也在工程实际中越显重要。

为了对无线功率传输系统的电磁干扰进行研究，国内外相关学者也提出一些解决办法。已公开的发明专利《用于控制无线功率传输系统中的干扰的方法和设备》发明了一种功率传输单元(PTU)的干扰控制方法，可以确定PTU是否处于发生邻近PTU的干扰环境中以及响应于确定的结果是PTU处于所述干扰环境中，最终控制邻近PTU和功率接收单元(PRU)中的任意一个或两个的通信参数。已公开的发明专利《用于无线功率传输系统的谐波消减设备》设计了一种耦合在开关网络和发送器线圈之间的谐波消减设备的装置,此谐波消减设备被配置为对至少一个频率分量进行衰减。

以上专利中提及的控制方法和消减设备是目前为数不多的针对无线功率传输系统的电磁干扰问题的专利，但是这些方法都只能在系统建立完成后进行电磁干扰抑制、消减与控制，无法对系统本身进行修改调整。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种串联谐振型无线功率传输系统的电磁干扰预测方法，在串联谐振型无线功率传输系统建立之前，能够对系统进行电磁干扰预测，能够直观的反映出系统电磁干扰的严重程度，并在搭建试验平台前对系统参数与模型进行优化，降低其电磁干扰。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括以下步骤：

1)确定系统参数：包括串联谐振型无线功率传输系统的输入电压U、谐振频率f、发射侧谐振电感L₁与发射侧谐振电容C₁、接收侧谐振电感L₂与接收侧谐振电容C₂、线圈耦合系数k、负载R；

2)建立系统电磁干扰模型，添加系统寄生参数；

3)分析不同线圈耦合系数对无线功率传输系统工作状态的影响；

4)根据步骤3)的结果分析不同线圈耦合系数对系统电磁干扰模型的影响；

5)仿真计算不同线圈耦合系数下输出侧共模干扰信号的时域和频域波形；

6)根据仿真结果对共模干扰信号进行抑制。

所述步骤1)中发射侧谐振电感L₁和接收侧谐振电感L₂为固定值，发射侧谐振电容C₁和接收侧谐振电容C₂根据谐振条件计算：