专利名称：电流型无线供电系统负载识别方法
技术领域：
本发明涉及无线电能传输技术，具体地说，是一种电流型无线供电系统负载识别方法。
背景技术：
随着社会经济的发展和科学技术的进步，人们对于便携，安全，高效，环保等概念的要求越来越高。所谓无线电能传输技术(Wireless Power Transmission Technique)是指综合利用现代电力电子能量变换技术、电路理论、微电子技术和现代控制等技术，实现电能从电源(电网或电池)通过软介质(如电场、磁场、微波、激光等)以非电气接触模式传递给用电设备，或用电设备通过软介质将能量回馈电源。是利用某种特殊设备将电源的电能转 变为无线的方式进行传播，从而在没有电缆连接情况下实现电能传输。感应稱合电能传输技术(InductivelyCoupled Power Transfer),简称 ICPT 技术，是一种常见的无线电能传输技术，它通过电磁耦合以非接触式方式向负载传递能量。如图I所示，现有的ICPT系统一般由初级电路和拾取电路组成，初级电路设置有整流滤波电路、DC/DC变换电路以及高频逆变电路，工频电源经过整流滤波电路后转换为直流输出，经过DC/DC电路进行电压变换，然后由高频逆变电路转换为高频交流电，高频逆变电路输出的高频交流通过导轨线圈向外发射电能，拾取电路中设置有拾取机构，利用空间磁场耦合拾取导轨线圈发射的能量，拾取机构输出的能量经过功率调节器进行调整，最后向用电设备提供能量。根据初级电路中输入电源方式不同，现有的ICPT系统又分为电流型ICPT系统和电流型ICPT系统，所谓电流型ICPT系统是指电源的输入端由直流电源Ed。和直流电感Ld。构成，其输入近似于一个电流源。如图2所示，常见的电流型ICPT系统电路模型，电阻Rd。为直流电源的等效内阻，开关元件Si、S2、S3和S4组成桥式高频逆变电路，电阻Rp为发射线圈等效电阻，电阻Rs为拾取线圈的等效电阻，电阻&为负载电路的等效负载。实际上，作为一种供电系统，其负载往往具有很大的随机性，对于电流型ICPT系统来说，负载的变化可能导致系统的功率传输能力、功率传输效率以及输出品质等性能下降。因此，必须动态识别负载的变化情况，使电流型ICPT系统争对不同的负载进入相应的最佳功率传输阶段。同时，借助于负载识别，原边谐振电流恒流控制，输出负载电压恒压控制以及工作频率稳频控制均可容易实现。而ICPT系统的特点是负载通过空气隔离的方式从原边获得能量，由于原、副边没有任何的电气连接，所以难以将副边的负载信息精确、快速的反馈到原边。现有技术中主要采用两种方式来实现负载识别一是采用无线通信技术，需要利用无线通信模块，成本较高，而且高频磁场的干扰降低了无线通信的可靠性；二是基于反射阻抗的辨识方法，通过采样谐振电流、谐振电压和谐振频率来辨识负载大小，但由于检测的变量较多，硬件电路的设计比较复杂，而且任何一个量的测量误差将导致最终辨识结果的不精确。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种电流型无线供电系统负载识别方法，在不使用无线通信模块的基础上，只测量一种参数即可实现负载大小的判别。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下
一种电流型无线供电系统负载识别方法，按照以下步骤进行步骤I :搭建电路系统，所述电路系统包括直流输入模块、高频逆变电路、原 边谐振网络、副边谐振网络以及负载电路，所述直流输入模块由直流电源和直流电感组成，所述高频逆变电路为全桥逆变电路，所述原边谐振网络为发射线圈和原边补偿电容组成的并联谐振回路、所述副边谐振网络为拾取线圈和副边补偿电容组成的串联谐振回路；步骤2 :确定电路系统参数，所述电路系统参数包括直流电源电压值Ed。、直流电源内阻值Rd。、直流电感电感值Ld。、发射线圈电感值Lp、发射线圈等效电阻值Rp、互感系数M以及谐振角频率ω，所述谐振角频率ω与原边谐振网络的谐振角频率和副边谐振网络的谐振角频率均相等；步骤3 :测量直流电源电流值Idc ；
权利要求
1.一种电流型无线供电系统负载识别方法，其特征在于按照以下步骤进行 步骤I :搭建电路系统，所述电路系统包括直流输入模块(I)、高频逆变电路(2)、原边谐振网络(3)、副边谐振网络(4)以及负载电路(5)，所述直流输入模块(I)由直流电源和直流电感组成，所述高频逆变电路(2)为全桥逆变电路，所述原边谐振网络(3)为发射线圈和原边补偿电容组成的并联谐振回路、所述副边谐振网络(4)为拾取线圈和副边补偿电容组成的串联谐振回路； 步骤2 :确定电路系统参数，所述电路系统参数包括直流电源电压值Ed。、直流电源内阻值Rd。、直流电感电感值La。、发射线圈电感值Lp、发射线圈等效电阻值Rp、互感系数M以及谐振角频率ω，所述谐振角频率ω与原边谐振网络(3)的谐振角频率和副边谐振网络(4)的谐振角频率均相等； 步骤3 :测量直流电源电流值Id。； 步骤4:根据
2.根据权利要求I所述的电流型无线供电系统负载识别方法，其特征在于在高频逆变电路(2)与直流输入模块(I)之间的回路上连接有电流采集电路(6)，该电流采集电路(6)的输出端与微处理器(7)连接，利用微处理器(7)计算负载电路(5)的负载值RL。
3.根据权利要求I所述的电流型无线供电系统负载识别方法，其特征在于所述直流输入模块(I)设置有整流滤波电路和DC/DC变换电路，在整流滤波电路的输入端连接工频交流电源。
全文摘要
本发明公开一种电流型无线供电系统负载识别方法，其步骤包括搭建电路系统、确定电路系统参数、测量直流电源电流值、确定负载电路负载值，电路系统包括直流输入模块、高频逆变电路、原边谐振网络、副边谐振网络以及负载电路，直流输入模块由直流电源和直流电感组成，原边谐振网络为并联谐振回路、副边谐振网络为串联谐振回路；电路系统参数包括Edc、Rdc、Ldc、Lp、Rp、M以及ω。其显著效果是设计成本低，检测误差小，电路简单，实施方便，通过测量直流电源电流值Idc即可确定负载电路的负载值RL，为原边谐振电流恒流控制，输出负载电压恒压控制以及工作频率稳频控制提供了有效帮助。
文档编号H02J17/00GK102969801SQ201210430540
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者王智慧, 孙跃, 苏玉刚, 唐春森, 戴欣 申请人:重庆大学