[发明专利]多负载谐振型无线充电系统电磁干扰预测电路及方法

说明书

本发明公开了一种多负载谐振型无线充电系统电磁干扰预测电路及方法，包括谐振网络以及连接在谐振网络输入端的输入侧逆变电路，输入侧逆变电路的输入端连接有直流输入电源；还包括连接在谐振网络输出端的输出侧整流电路以及并联在输出侧整流电路上的滤波电容；本发明在系统建立之前，建立系统电磁干扰预测电路并进行预测，直观地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。

技术领域

本发明属于电力电子电磁干扰研究领域，涉及一种多负载谐振型无线充电系统电磁干扰预测电路及方法。

背景技术

随着日益对能源与环境问题的热议，无线充电系统以其安全、便捷、适用场合广泛，节约资源等优势引起了人们的关注。无线充电系统现今被广泛应用各个领域，尤其是在在电动汽车的充电、植入式医疗器械的供电以及其他消费类电子产品中，例如电动牙刷、手机等。然而在使用过程中，该系统产生的电磁干扰问题也引起了越来越多的关注。

关于无线充电系统的电磁干扰问题，国内外学者在相关方面的进行了很多研究，包括对无线充电的电磁环境的屏蔽进行的探索。目前，已公开的发明专利如：《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；《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；《安装在车辆内的设计为减少电磁干扰的无线电池充电装置》提供了一种安装在车辆内为减少电磁干扰的无线电池充电装置，用于减少由无线电池充电器辐射引起的电磁干扰的静电防护。

上述专利中提及的方法主要针对系统建立完成后进行电磁干扰抑制、消减、控制及屏蔽，无法对系统本身设计参数进行修改和调整。

发明内容

为了直观了解含多个负载的串联谐振式无线充电系统的电磁干扰情况，为后续的系统设计和提高功率效率做出指导，本发明的目的是提供一种多负载谐振型无线充电系统电磁干扰预测电路及方法，在系统建立之前，建立系统电磁干扰预测电路并进行预测，直观地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。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，多负载谐振型无线充电系统电磁干扰预测电路，包括谐振网络以及连接在谐振网络输入端的输入侧逆变电路，输入侧逆变电路的输入端连接有直流输入电源；还包括连接在谐振网络输出端的输出侧整流电路以及并联在输出侧整流电路上的滤波电容；

其中，谐振网络包括与输入侧逆变电路连接的发射测谐振网络以及与输出侧整流电路连接的接收侧谐振网络，发射侧谐振网络和接收侧谐振网络之间连接有寄生电容；

输出侧整流电路与接收侧谐振网络组成接收侧电路，接收侧电路的个数为n，n≥2。

输入侧逆变电路为半桥逆变电路，半桥逆变电路包括两个串联的开关管，每个开关管的源极和漏极之间均连接有电容，半桥中心即两个开关管连接中点与地之间连接有对地电容；发射侧谐振网络包括串联的电容、电感和电阻组成的发射线圈，发射线圈连接在两个开关管连接中点与直流输入电源负极之间；

输出侧整流电路选择全桥整流电路，四个二极管采用两两串联后并联的连接方式，且每个二极管正负极之间都并联电容，每个桥臂中点与地之间连接都有对地电容，接收侧谐振网络包括串联的电容、电感和电阻组成的接收线圈，接收线圈连接在全桥整流电路的两个桥臂中点之间。

所述滤波电容包括高频滤波电容和低频滤波电容。

输出侧整流电路为全桥整流电路。

发射侧谐振网络和接收侧谐振网络之间的寄生电容连接在发射侧谐振网络和接收侧谐振网络的电感之间。