[发明专利]一种可从原边辨识互感与负载的无线电能传输系统及方法

说明书

本发明公开了一种可从原边辨识互感与负载的无线电能传输系统及方法，涉及无线电能传输领域，用以解决现有技术下的无线电能传输系统在原边和副边两端设有复杂冗余设备，造成成本高，电路复杂，可靠性差的问题，本发明包括直流电源、高频逆变电路、原边补偿电路、收发线圈、副边补偿电路、高频整流电路、滤波电路和负载，副边以串联补偿等效电路为基础的耦合结构组成，原边耦合补偿结构不限，副边耦合补偿结构包括依次串联的电感L_S、电容C_S，副边补偿电路中，电容C_S两端并联有一条带有双向开关的电容C_S1支路，本发明通过实时检测发射端的电压电流信号来辨识出拾取端互感或负载阻抗的动态变化，不需要额外装置，能有效降低系统复杂度，降低成本。

技术领域

本发明涉及无线电能传输领域，尤其涉及一种可从原边辨识互感与负载的无线电能传输系统及方法。

背景技术

无线电能传输技术应用到轨道交通列车、电动汽车等移动设备供电时，克服了传统的有线电能传输技术容易碳积、产生接触火花、插接操作麻烦等缺陷，有效的提高了供电的品质、安全性和可靠性，有着较高的使用价值。在无线电能传输系统中当需要对输出电压或输出电流进行控制时，主要采用两种方式来进行控制，一种是在原边发射端和副边拾取端各采用一个控制器，原边采用开环控制，副边采用闭环控制，另一种是只在原边发射端加入控制器，但原边发射端和副边拾取端需各增加一套无线传输装置，原边发射端的控制器通过无线通信获取副边的反馈信号。无线传输装置可采用射频模块或增加一对信号线圈，信号线圈把信号耦合到能量线圈上，能量线圈既传输数据又传输能量。这两种方法都有着增加系统成本，原副边通信在强磁环境下极易受到干扰，加大系统复杂度等问题。

发明内容

本发明的目的在于:为了解决现有技术下的无线电能传输系统在原边和副边两端设有复杂冗余设备，造成成本高，电路复杂，可靠性差的问题，本发明提出了一种可从原边辨识互感与负载的无线电能传输系统，不需要额外的装置，仅通过实时检测发射端的电压电流信号来辨识出拾取端互感或负载阻抗的动态变化，能有效降低系统复杂度，增强鲁棒性，降低成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种可从原边辨识互感与负载的无线电能传输系统，所述拓扑电路包括直流电源、高频逆变电路、原边补偿电路、收发线圈、副边补偿电路、高频整流电路、滤波电路和负载R_l；

所述高频逆变电路将直流电源提供的直流电逆变为高频交流电；

所述原边补偿电路用于稳定高频交流电；

所述收发线圈将经过原边补偿电路后的交流电无线传输至副边补偿电路，收发线圈包括原边线圈L_p和副边线圈L_s；

所述副边补偿电路用于稳定接收到的交流电；

所述高频整流电路将经过副边补偿电路的交流电进行整流处理，输出直流电；

所述滤波电路将直流电滤波处理后供给负载R_l。

进一步地，所述副边补偿电路包括电容C_S，所述电容C_S两端并联有一条带有双向开关S的电容C_S1支路。

进一步地，所述高频整流电路是由二极管D1～D4组成的全桥整流电路，所述电容C_S一端与副边线圈L_s的一端相接，另一端与全桥整流电路的一个上下桥臂的中点相接，所述副边线圈L_s的另一端与全桥整流电路的另一个上下桥臂的中点相接。