感应电能传输系统的环流控制装置及方法

摘要

本发明公开了一种感应电能传输系统的环流控制装置及方法，属于感应电能传输控制领域。该环流控制方法提出了根据环流持续时间和电压峰值得出强迫振荡频率与固有谐振频率的频率差以及频率补偿方向：通过第一电流互感器和第一比较器获得环流持续时间，进而通过FPGA得出环流峰值；通过第二电流互感器和第二比较器获得频率差的补偿方向；通过微分电路和第三比较器由PFGA判定双向环流是否发生突变，当发生突变时FPGA控制AD采集器采集双向环流对应的电压峰值；FPGA记录相邻两次达到环流峰值的时间，并且根据上述环流峰值和电压峰值计算得出频率差。通过本发明，采用对硬件要求较低的环流控制装置和简单的环流控制方法实现了感应电能传输系统中环流的准确控制。

主权项

一种感应电能传输系统的环流控制装置，包含准电流源、脉冲发生电路、高频逆变网络以及包括谐振电容和谐振电感的原边谐振网络，在环流产生时所述高频逆变网络与所述谐振电容形成正向环流通路和反向环流通路，并且所述谐振电容是所述正向环流通路与所述反向环流通路的重叠环流通路，其中所述准电流源与所述高频逆变网络连接，提供直流电给所述高频逆变网络；所述脉冲发生电路与所述高频逆变网络连接，输出控制脉冲来控制所述高频逆变网络输出的波形，其中所述控制脉冲的频率为强迫振荡频率；所述高频逆变网络与所述原边谐振网络连接，输出方波电流给所述原边谐振网络；其特征在于：还包含第一电流互感器、第二电流互感器、第一比较器、第二比较器、第三比较器、微分电路、AD采集器和FPGA，所述高频逆变网络通过所述第一电流互感器与所述第一比较器的正极连接，输出正向环流通路和反向环流通路中一条单向环流通路的单向环流给所述第一比较器，其中所述第一比较器的负极连接最小环流阈值iTH；所述原边谐振网络通过所述第二电流互感器与所述第二比较器的正极连接，输出所述谐振电容的电流信号给所述第二比较器，其中所述第二比较器的负极接地；所述第一比较器、所述第二比较器分别与所述FPGA连接，分别输出第一脉冲和第二脉冲给所述FPGA，所述第一脉冲的脉冲宽度等于环流持续时间Tcircle；所述原边谐振网络通过所述微分电路分别与所述第三比较器的正极和负极连接，输出反映所述谐振电容的电压峰值信号的尖脉冲波给所述第三比较器；所述第三比较器与所述FPGA连接，将所述尖脉冲波转换成第三脉冲输出给所述FPGA；所述FPGA与所述AD采集器双向连接，所述AD采集器与所述原边谐振网络连接，在所述FPGA检测到所述第三比较器输出的第三脉冲发生跳变时，所述AD采集器采集所述谐振电容的电压并且输出给所述FPGA，此时采集到的电压即为所述谐振电容的电压峰值Upeak；所述FPGA与所述脉冲发生电路连接，输出强迫振荡频率与固有谐振频率的频率差以及所述频率差的补偿方向给所述脉冲发生电路，从而实现强迫振荡频率的补偿。