发明名称 一种感应式无线供电系统双闭环恒定输出电流控制方法
摘要 一种感应式无线供电系统双闭环恒定输出电流控制方法,其步骤是:外环控制:基于短时傅里叶变换方法实时处理原边高频逆变器的输出电压和输出电流信号,计算谐振电路的等效阻抗并判断阻抗相角是否在阈值范围内,若超出阈值,则启动自动调频模块,并重复计算及判断原边谐振电路的等效阻抗,直到系统工作于谐振状态。内环控制:计算高频逆变器输入电压理论值并对其校正,作为内环控制的输入电压参考值;根据输入电压的参考值和测量值(高频逆变器的实际输入电压)之间的偏差,实时计算消除该偏差的开关信号占空比,并输出相应的开关脉冲信号。双闭环恒定输出电流控制能够有效地控制感应式无线供电系统能量输出,提高无线电能传输质量。
申请公布号 CN104767290A 申请公布日期 2015.07.08
申请号 CN201510130187.1 申请日期 2015.03.24
申请人 西南交通大学;中国铁路总公司 发明人 何正友;李砚玲;黄立敏;麦瑞坤;高仕斌;李强
分类号 H02J17/00(2006.01)I 主分类号 H02J17/00(2006.01)I
代理机构 成都博通专利事务所 51208 代理人 陈树明
主权项 一种感应式无线供电系统双闭环恒定输出电流控制方法,其步骤为:A、外环控制:A1、外环控制器(1)根据当前的开关工作频率产生开关信号,控制高频逆变器(2)的输出电压频率;A2、输出电压传感器(3a)、输出电流传感器(3b)将检测出的高频逆变器(2)输出电压信号、输出电流信号,经信号处理单元(4)进行信号放大、滤波、模数转换后,得到高频逆变器(2)的输出电压数字信号、输出电流数字信号,送外环控制器(1);A3、外环控制器(1)对信号处理单元(4)送来的输出电压数字信号、输出电流数字信号,应用短时傅里叶变换计算得到输出电压数字信号的基波分量<img file="FDA0000687085480000011.GIF" wi="102" he="95" />输出电流数字信号的基波分量<img file="FDA0000687085480000012.GIF" wi="85" he="96" />A4、外环控制器(1)计算得出原边谐振电路的等效阻抗<img file="FDA0000687085480000013.GIF" wi="102" he="99" /><img file="FDA0000687085480000014.GIF" wi="315" he="99" />等效阻抗<img file="FDA0000687085480000015.GIF" wi="74" he="98" />的幅值为Z<sub>P</sub>、相角为θ<sub>P</sub>;若相角θ<sub>P</sub>的绝对值|θ<sub>P</sub>|大于相角阈值θ<sub>H</sub>,则外环控制器(1),调节当前的开关工作频率,转A1步;若相角θ<sub>P</sub>的绝对值|θ<sub>P</sub>|小于相角阈值θ<sub>H</sub>,进行以下A5步的操作;A5、外环控制器(1)将高频逆变器(2)的输出电流数字信号的基波分量<img file="FDA0000687085480000016.GIF" wi="65" he="98" />与预设的原边谐振电流参考值I<sub>P</sub>进行比较,得到偏差值e<sub>i</sub>,<img file="FDA0000687085480000017.GIF" wi="331" he="100" />并计算得出消除该偏差值e<sub>i</sub>对应的高频逆变器(2)输入电压变化量Δu;B、内环控制:B1、内环控制器(1)将A5步中得到的高频逆变器(2)输入电压变化量Δu与高频逆变器(2)输入电压理论值u<sub>0</sub>相加,作为内环控制的高频逆变器(2)输入电压参考值V<sub>ref</sub>,V<sub>ref</sub>=u<sub>0</sub>+Δu;B2、高频逆变器(2)输入端接入有Buck直流变换器(5),输入电压传感器(5a)检测Buck直流变换器(5)输出端的电压得到高频逆变器(2)的输入电压V<sub>DC</sub>;并将高频逆变器(2)的输入电压V<sub>DC</sub>送信号处理单元(4)进行放大、滤波、AD转换后,再送入内环控制器(6);B3、内环控制器(6)将B1步得到的电压参考值V<sub>ref</sub>和B2步中测得的高频逆变器(2)的输入电压V<sub>DC</sub>相减,得到输入偏差值e<sub>υ</sub>,e<sub>υ</sub>=V<sub>ref</sub>‑V<sub>DC</sub>,并计算得到消除该输入偏差值e<sub>υ</sub>的Buck直流变换器(5)占空比控制量D;B4、内环控制器(6)控制Buck直流变换器(5)的占空比为占空比控制量D。
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