[发明专利]LCC无线充电三次谐波抑制控制系统及控制方法

说明书

本发明为一种LCC无线充电三次谐波抑制控制系统及控制方法，其克服了现有技术中存在的系统轻载谐波畸变严重的问题。本发明包括依次连接的整流电路、逆变电路、发射端和接收端，发射端由电感L₁、电容C₁、电容C_S和发射线圈L_S构成，其中电感L₁、电容C₁构成一个谐振网络，电容C₁、电容C_S和发射线圈L_S构成一个谐振网络；接收端由电感L₂，电容C₂，电容C_P和接收线圈L_P构成，包括两个谐振网络。本发明控制方法包括以下步骤：(1)对系统建立基波等效模型，分析系统输出的电流、功率和效率；(2)对系统建立高次谐波模型，分析系统输出的电流、功率和效率；(3)采用移相60度的控制方法有效抑制系统主要的三次谐波。

技术领域：

本发明属于无线充电技术领域，涉及一种LCC无线充电三次谐波抑制控制系统及控制方法。

背景技术：

伴随着电动汽车产业的迅猛发展，汽车充电设备也在不断扩充。然而传统的电动汽车充电设备是需要人工插拔，降低了电动汽车充电的灵活性，暴露的充电线缆和插头也构成了漏电及电击击穿的潜在危险，安全性不高。相对于传统的电动汽车有线充电方式，无线充电具有节省空间、充电设施不易被破坏，以及不受雨雪等不良天气影响等优点。

无线充电将是电动汽车未来的发展方向，同时也是新的技术挑战。实现电动汽车无线充电装置的结构基本上都包括：整流电路、逆变电路、发射端和接收端。针对电动汽车无线充电技术主要集中在系统效率优化、变换器设计、补偿网络设计、恒流恒压输出设计和抗偏移等目标。其中补偿网络起着非常重要的作用，降低无功传输，提高整体效率。特别是高阶补偿网络提高系统控制自由度，方便优化设计。因此LCC型高阶补偿网络的电动汽车无线充电成为最近的研究热点，其具有很好的高频滤波特性，同时在发射线圈电流恒定不受外界负载的变化而变化，所以该LCC型高阶补偿网络非常适合电动汽车无线充电使用。然而该补偿网络在轻载情况下，发射侧逆变器输出电流畸变非常严重影响整机效率。然而针对LCC型高阶补偿网络逆变器谐波电流的分析研究鲜有报道。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种LCC无线充电三次谐波抑制控制系统及控制方法，其克服了现有技术中存在的系统轻载谐波畸变严重的问题，可以降低谐波对系统的影响，提高整体效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种LCC无线充电三次谐波抑制控制系统，其特征在于：包括依次连接的整流电路、逆变电路、发射端和接收端，所述发射端由电感L₁、电容C₁、电容C_S和发射线圈L_S构成，其中电感L₁、电容C₁构成一个谐振网络，电容C₁、电容C_S和发射线圈L_S构成一个谐振网络；所述接收端由电感L₂，电容C₂，电容C_P和接收线圈L_P构成，其中电感L₂、电容C₂构成一个谐振网络，电容C₂、电容C_P和接收线圈L_P构成一个谐振网络。

一种LCC无线充电三次谐波抑制控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)对系统建立基波等效模型，分析系统输出的电流、功率和效率；

(2)对系统建立高次谐波模型，分析系统输出的电流、功率和效率；

(3)采用移相60度的控制方法有效抑制系统主要的三次谐波，降低开关管和无源元件的过流过压的影响。