[发明专利]一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法

权利要求书

1.一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，包括依次相连的变换器NA、谐振网络TC和负载XL，其特征在于：直流电源Ep和幅值可调锯齿电源Es串联后与变换器NA的输入端连接，变换器NA和谐振网络TC之间设置电流传感器IS，变换器NA的输出端与电压传感器UM连接，电流传感器IS的输出端、电压传感器UM的输出端均与鉴相电路PD连接，鉴相电路PD与控制器KP相连；控制器KP的输出驱动信号用于控制幅值可调锯齿电源Es和变换器NA的工作状态；所述动态调谐控制方法具体步骤如下：

控制器KP将变换电路NA的工作频率设为定值f₀，利用电压传感器UM采集变换电路的输出方波电压U_n，利用电流传感器IS采集变换电路的谐振回路电流I_n，将电压传感器UM和电流传感器IS采集得到的电流信号、电压信号输入鉴相电路PD获得相位差

当相位差不为0时，鉴相电路PD输出值的大小用于改变锯齿电源Es的锯齿电压幅值A_m2；

当时，系统处于容性失谐状态，即电压相位滞后于电流相位，控制锯齿电源Es输出斜率系数k＝1，锯齿波电路补偿使变换器输出峰值电压逐渐增加的方波，经过锯齿电压补偿后使谐振网络电流和电压的相位差减小；

当时，系统处于感性失谐状态，即电压相位超前于电流相位，控制锯齿电源输出斜率系数k＝-1，锯齿波电路补偿使变换器输出峰值电压逐渐减小的方波，经过锯齿电压补偿后使谐振网络电流和电压的相位差增加。

2.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：控制器KP设置直流电源Ep的方波电压幅值A_m1、幅值可调锯齿电源Es的锯齿电压幅值Am₂、锯齿电压幅值步进值Δu；

当时，控制器设定锯齿电源电压输出斜率系数k＝1的锯齿波，锯齿电源电压幅值调整为A_m2+Δu，形成幅值上升的方波；

当时，控制器设定锯齿电源电压输出斜率系数k＝-1的锯齿波，锯齿电源电压幅值调整为A_m2-Δu，形成幅值下降的方波。

3.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：通过谐波分析法和傅里叶变换以及线性叠加原理，经过变换后的变换电路输出方波电压U_n和谐振回路电流I_n之间相位差的表达式如下：

式中，Z_p为系统输入端的等效阻抗；k为斜率控制系数，直流供电电源的输出是恒定的；A_m1为直流电源Ep的方波电压幅值；A_m2为幅值可调锯齿电源Es的锯齿电压幅值；为方波电压基波分量的指数形式，为锯齿电压分量一基波分量的指数形式和锯齿电压分量二基波分量的指数形式。

4.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：高频变换器NA采用具有拓扑结构的开关变换电路。

5.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：锯齿波电源Es用于实现方波的正负半周同时补偿，或用于单独补偿正半周或负半周。

6.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：锯齿波电源Es设置在变换器NA的拓扑结构内。

7.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：谐振网络包括串联谐振网络、并联谐振网络、混联谐振网络或无线电能传输网络。

8.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：谐振网络参数变化的原因包括元件老化导致的变化、无线电能传输距离变化或传输介质变化导致的参数变化。

9.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：幅值可调锯齿电源Es的能量由直流电源Ep获取。

10.如权利要求1所述的一种基于辅助锯齿电源的动态调谐控制方法，其特征在于：在每个补偿周期，锯齿波补偿按设定添加延时。