[发明专利]一种磁耦合共振式智能电路

权利要求书

1.一种磁耦合共振式智能电路，其特征在于，包括：原边电路，包括依次连接的原边电能变换电路、原边无功补偿电路以及原边共振电路；副边电路，包括副边共振电路以及与副边共振线圈连接的副边无功补偿以及负载电路；所述原边电能变换电路包括整流电路以及逆变电路；所述原边电能变换电路等效成第一二端口网络，位于第一二端口网络输入端的为第一节点，第二节点位于第一二端口网络的输出端节点；所述第二节点还为由原边无功补偿电路构成的第二二端口网络的输入端节点，第二二端口网络输出端节点为第三节点；所述原边共振电路与副边共振电路构成第三二端口网络，所述第三节点也为第三二端口网络的输入端节点，所述第三二端口网络的输出端节点为第四节点；所述智能电路还包括检测电路模块以及控制模块，所述检测电路模块用于在线实时检测各个节点的电流以及电压值；所述控制模块用于对获取的节点电流、电压数据进行处理并依据处理结果对电路中的工作频率以及输出功率进行调节控制；

所述检测电路模块包括用于检测节点各电压以及电流的电压、电流检测单元以及用于获取各节点电压、电流信号的过零时刻的过零检测单元；

所述控制模块包括频率控制单元、反射阻抗计算单元以及输出功率控制单元；所述频率控制单元用于调节电路的工作频率，使得其跟随原副边之间共振电路的谐振频率；所述反射阻抗计算单元用于计算副边电路对原边电路的等效阻抗；所述输出功率控制单元用于根据原边电路中的流经第三节点的功率来调节控制输出功率；

所述反射阻抗计算单元通过检测第二节点处的电压、电流以及其相差的相位差角，实时计算反射阻抗，具体有：

(1)电压、电流检测单元设定采样周期，在一个采样周期对第二节点的电压、电流值进行采样；

(2)将在第二节点检测到的电压电流送入过零检测单元，获取第二节点的电压过零的时刻t_a；获取第二节点处电流过零的时刻t_b；根据第二节点电压电流的频率计算出偏移相位角θ，计算公式为θ＝w×(|t_b-t_a|)；w为第二节点处电压、电流的角频率；

(3)依据原边采集到的电气参数以及原边无功补偿电路以及原边共振电路的内阻，计算副边对原边的反射阻抗：

式中，Z_r为副边电路对原边电路的反射阻抗，V₂为第二节点在一个采样周期内电压的有效值；I₂为第二节点在一个采样周期内电流的有效值；I_2mah为第二节点在一个采样周期内电流的最大值；θ为偏移相位角；I_w为在一个采样周期内流过原边无功补偿电路以及原边共振电路内经阻抗变换的内阻的电流的有效值；r_p为原边无功补偿电路以及原边共振电路内经阻抗变换的内阻；I_p为在采样周期内流经原边共振电路的电流的有效值；I_pmah为原边共振电路的电流在一个采样周期内电流的最大值。

2.根据权利要求1所述的一种磁耦合共振式智能电路，其特征在于，所述整流电路采用全波整流电路，用于输出电压恒定，电流大于零且为半正弦波的直流。

3.根据权利要求1所述的一种磁耦合共振式智能电路，其特征在于，所述逆变电路采用全桥逆变电路，用于稳态运行时，产生电压、电流同步变化的交流。

4.根据权利要求1所述的一种磁耦合共振式智能电路，其特征在于，所述原边无功补偿电路采用T形补偿电路，包括第一电感，第二电感以及中间电容；所述第一电感与第二电感串联，所述中间电容的一端连接在第一电感与第二电感之间。