无线电能传输电路、系统及抗参数偏移方法

本发明涉及无线电能传输，具体涉及一种无线电能传输电路、系统及抗参数偏移方法。

背景技术：

1、电能与我们的生活息息相关，小到手机，大到各种工业设备，无不需要电能，而谈到电能和用电设备，就离不开充电这一话题，目前的充电方式包括有线充电和无线充电两种，目前还是以有线充电为主，但是近年来，无线充电因其不需要外引充电线，具有安全可靠，方便灵活，环境适应性强等特点受到了广泛关注。

2、在无线电能传输系统中，效率和功率是两个非常重要的指标，具体体现在该系统需要提供被充电设备所需要的功率，且在充电过程中需要保证效率最大以减少能量损耗，但在实际电路中，因为各种各样的因素，往往达不到上述的状态，例如系统元器件的参数，电路在运行过程中，不可避免的会因为元器件老化而产生参数偏移，而参数偏移就会导致电能传输效率降低和功率下降。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种无线电能传输电路、系统及抗参数偏移方法，用以解决无线电能传输中器件参数偏移导致电能传输效率降低和功率下降的技术问题。

2、为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种无线电能传输电路，包括直流电压源、耦合连接的原边电路和副边电路，所述原边电路包括逆变桥电路、自动调谐辅助电路、原边补偿电容和原边电感；

3、其中，所述直流电压源与所述逆变桥电路连接，所述逆变桥电路的正输出端与所述自动调谐辅助电路的输入端连接，所述自动调谐辅助电路的输出端与所述原边补偿电容的第一端连接，所述原边补偿电容的第二端与所述原边电感的第一端连接，所述原边电感的第二端与所述逆变桥电路的负输出端连接，所述逆变桥电路和所述自动调谐辅助电路分别与外部控制器连接；

4、其中，基于所述外部控制器传输的控制信号调节所述逆变桥电路的开关管频率，使所述副边电路的工作频率为谐振频率，再通过所述自动调谐辅助电路对原边补偿电容和原边电感进行电压补偿，使所述副边电路的副边电流保持恒定。

5、可选地，所述逆变桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

6、其中，所述第一开关管的漏极和所述第二开关管的漏极与所述直流电压源的正输出端连接，所述第一开关管的源极与所述第三开关管的漏极以及所述自动调谐辅助电路的输入端连接，所述第二开关管的源极与所述第四开关管的漏极以及所述原边电感的第二端连接，所述第三开关管的源极和所述第四开关管的源极与所述直流电压源的负输出端连接，所述第一开关的栅极、所述第二开关管的栅极、所述第三开关管的栅极和所述第四开关管的栅极与所述外部控制器连接。

7、可选地，所述自动调谐辅助电路包括第五开关管、第六开关管和调节电容；

8、其中，所述第五开关管的源极和所述第六开关管的漏极与所述逆变桥电路的正输出端连接，所述第五开关管的漏极与所述调节电容的第一端连接，所述调节电容的第二端与所述第六开关管的源极和所述原边补偿电容的第一端连接，所述第五开关管的栅极和所述第六开关管的栅极与所述外部控制器连接。

9、可选地，所述副边电路包括副边电感、副边补偿电容、整流电路、滤波电容和负载；

10、其中，所述副边电感的第一端与所述副边补偿电容的第一端连接，所述副边电感的第二端与所述整流电路的正输入端连接，所述副边补偿电容的第二端与所述整流电路的负输入端连接，所述整流电路的正输出端与所述滤波电容的第一端和所述负载的第一端连接，所述整流电路的负输出端与所述滤波电容的第二端和所述负载的第二端连接。

11、可选地，所述整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；

12、其中，所述第一二极管的阳极与所述副边补偿电容的第二端和所述第三二极管的阴极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阴极以及所述滤波电容的第一端连接，所述第二二极管的阳极与所述第四二极管的阴极以及所述副边电感的第二端连接，所述第三二极管的阳极和第四二极管的阳极与所述滤波电容的第二端连接。

13、进一步的，本发明还提供了一种无线电能传输系统，包括无线电能传输电路、控制器和采样装置，所述无线电能传输电路为上述的无线电能传输电路；

14、其中，所述采样装置设置于所述无线电能传输电路中，用于对所述无线电能传输电路中的电压电流数据进行检测并实时传输至所述控制器，所述控制器用于根据所述电压电流数据对所述无线电能传输电路中的逆变桥电路和自动调谐辅助电路进行控制，使所述无线电能传输电路中的原边电路和副边电路均工作在所述谐振频率。

15、进一步的，本发明还提供了一种抗参数偏移方法，适用于上述的无线电能传输电路；所述抗参数偏移方法包括：

16、获取所述无线电能传输电路的原副边参数；

17、根据所述原副边参数进行计算得到当前副边谐振频率；

18、将所述无线电能传输电路的工作频率调整为所述当前副边谐振频率；

19、根据所述当前副边谐振频率调整所述无线电能传输电路的原边输入电压，以使所述无线电能传输电路的副边电流保持恒定。

20、可选地，所述原副边参数包括第一原副边参数和第二原副边参数；获取所述无线电能传输电路的原副边参数包括：

21、获取所述无线电能传输电路在第一工作频率下的第一原副边参数；

22、将所述无线电能传输电路的工作频率切换为第二工作频率，并获取第二原副边参数。

23、可选地，所述根据所述原副边参数进行计算得到当前副边谐振频率包括：

24、将所述第一原副边参数和所述第二原副边参数分别代入预设的副边lc计算式得到第一副边lc方程和第二副边lc方程；

25、根据所述第一副边lc方程和所述第二副边lc方程构建副边lc方程组并进行求解，得到当前副边电感值和当前副边补偿电容值；

26、基于所述当前副边电感值和所述当前副边补偿电容值进行计算，得到当前副边谐振频率。

27、可选地，所述根据所述当前副边谐振频率调整所述无线电能传输电路的原边输入电压，以使所述无线电能传输电路的副边电流保持恒定包括：

28、根据所述当前副边谐振频率进行计算，得到所述无线电能传输电路中逆变桥电路的逆变驱动相位；

29、根据所述逆变驱动相位进行计算得到所述无线电能传输电路中自动调谐辅助电路的当前电压驱动相位；

30、基于所述当前电压驱动相位驱动所述自动调谐辅助电路对所述原边输入电压进行调整，以使所述无线电能传输电路的副边电流保持恒定。

31、本发明的有益效果是：本发明提供了一种无线电能传输电路，包括直流电压源、耦合连接的原边电路和副边电路，所述原边电路包括逆变桥电路、自动调谐辅助电路、原边补偿电容和原边电感；本发明先基于逆变桥电路对副边电路的工作频率进行调整，使副边电路工作在谐振频率下，再通过自动调谐辅助电路对原边补偿电容和原边电感进行电压补偿，使副边电路的副边电流保持恒定，进而保证无线电能传输电路在原边电路和副边电路中一个或多个参数发生改变时，无线电能传输系统的传输效率和功率保持不变。