水下磁谐振式无线电能传输最大功率追踪方法

摘要

本发明公开了一种水下磁谐振式无线电能传输最大功率追踪方法，用于解决现有方法传输效率低的技术问题。技术方案是通过对相邻时刻采样电压和输出功率分别进行比较，将比较结果进行有效性判定和最大功率处理，并应用该结果调节PWM信号占空比D，从而控制阻抗变换器的开关管,调节接收端的特征阻抗，使得整个系统时刻处于阻抗匹配状态。本发明实现了当海水波动较大导致的系统传输系统的输出功率变化较大时，进行快速跟踪，确保发射端和接收端的实时阻抗匹配，达到最优输出功率；当输出功率波动较小时，通过该方法进行输出功率的有效性判定，剔除过小的功率波动信号，从而稳定输出功率，保护负载并提高传输效率。

主权项

一种水下磁谐振式无线电能传输最大功率追踪方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、磁谐振式无线电能传输系统接收端的整流模块将接收电路中的高频交流电整流后，采样电路采样得到(k+1)时刻电压和电流值，通过低通滤波器和PI调节器后，得到I_m(k+1)、U_m(k+1)并输入控制器中；利用控制单元中的乘法器计算出实时功率信号P(k+1)，并与k时刻的P(k)和U_m(k)进行比较得到ΔP和ΔU_m；式中，I_m(k+1)、U_m(k+1)和P(k+1)分别表示k+1时刻的电流信号、电压信号和功率信号；P(k)和U_m(k)表示k时刻的功率信号和电压信号；ΔP＝P(k+1)‑P(k)，ΔU_m＝U_m(k+1)‑U_m(k)；步骤二、将得到的ΔP进行有效性判定，判定的方法为：引入一个功率变化的参考值ΔP_ref，若|△P|>△P_ref，此时判定ΔP有效，输出ΔP；若|△P|≤△P_ref，此时判定ΔP无效，将ΔP归零并输出ΔP；步骤三、通过比较判定后的ΔP和ΔU_m的正负和大小，控制k+1时刻控制器输出的PWM信号的占空比D，控制方法为：I.当ΔP为正、ΔU_m为正时，D增大T步长；II.当ΔP为正、ΔU_m为负时，D减小T步长；III.当ΔP为负、ΔU_m为正时，D减小T步长；IV.当ΔP为负、ΔU_m为负时，D增大T步长；V.当ΔP为零，D不变；式中，T为PWM信号占空比D变化的固定步长；步骤四、控制器输出占空比为D的PWM信号，控制开关管的开通关断，从而达到阻抗的调节。