(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011357027.8
(22)申请日 2020.11.27
(71)申请人 中国科学院电工研究所
地址 100190 北京市海淀区中关村北二条6
号中科院电工所
(72)发明人 郭彦杰 李芳 王丽芳 张玉旺
陶成轩
(74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569
代理人 杜阳阳
(51)Int.Cl.
H02M 7/219(2006.01)
H02J 7/10(2006.01)
H02J 50/10(2016.01)
(54)发明名称
的方法及系统
(57)摘要
本发明涉及一种确定无线充电系统整流电
路等效负载阻抗的方法及系统。该方法包括：基
入电流与角度变量之间的关系模型；基于关系模
型，通过傅里叶变换，得到全桥整流电路输入电
流的基波傅里叶系数；根据基波傅里叶系数，确
定全桥整流电路输入电流的基波幅值和基波相
角的正切值；基于全桥整流电路输入电流的基波
幅值和基波相角的正切值以及无线充电系统的
负载电压，确定无线充电系统的全桥整流电路的
等效负载阻抗；等效负载阻抗包括电阻部分和电
感部分。本发明可以降低计算量，且同时适用于
电池型负载的无线充电系统和电阻型负载的无
线充电系统。权利要求书4页 说明书8页 附图2页CN 112583285 A 2021.03.30
C N 112583285
A
1.一种确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，包括：
基于无线充电系统的工作角频率和全桥整流电路输入电感，确定所述无线充电系统的全桥整流电路输入电流与角度变量之间的关系模型；
基于所述无线充电系统的全桥整流电路输入电流与角度变量之间的关系模型，通过傅里叶变换，得到全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数；
根据所述全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数，确定所述全桥整流电路输入电流的基波幅值和基波相角的正切值；
基于所述全桥整流电路输入电流的基波幅值和基波相角的正切值以及所述无线充电系统的负载电压，确定所述无线充电系统的全桥整流电路的等效负载阻抗；所述等效负载阻抗包括电阻部分和电感部分。
2.根据权利要求1所述的确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，所述无线充电系统的全桥整流电路输入电流与角度变量之间的关系模型为：
其中，i rec+为正半周期和负半周期的全桥整流电路输入电流；i rec ‑为负半周期的全桥整流电路输入电流；V c2p 为全桥整流电路输入电感前端电压；θ为角度变量；θr 为全桥整流电路输入电感前端电压与输入电流之间的相位差；U b 为无线充电系统负载电压；ω为无线充电系统工作角频率；全桥整流电路输入电感前端电压、全桥整流电路输入电感前端电压与输入电流之间的相位差和无线充电系统负载电压之间满足关系2V c2p cos θr ＝
πU b ；无线充电系统充电电流、全桥整流电路输入电感前端电压、全桥整流电路输入电感前端电压与输入电
流之间的相位差和全桥整流电路输入电感之间满足关系式中，L s 为全桥整流电路输入电感；I b 为无线充电系统充电电流。
3.根据权利要求1所述的确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，所述基于所述无线充电系统的全桥整流电路输入电流与角度变量之间的关系模型，通过傅里叶变换，得到全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数，具体包括：
利用公式进行傅里叶变换，得到全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数；其中，a 1和b 1为全桥整
流电路输入电流的基波傅里叶系数；i rec+为正半周期和负半周期的全桥整流电路输入电流；i rec ‑为负半周期的全桥整流电路输入电流；θ为角度变量。
4.根据权利要求3所述的确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，所述全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数为：
其中，L s 为全桥整流电路输入电感；U b 为无线充电系统负载电压；I b 为无线充电系统充电电流；ω为无线充电系统工作角频率。
5.根据权利要求1所述的确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，所述根据所述全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数，确定所述全桥整流电路输入电流的基波幅值和基波相角的正切值，具体包括：
利用公式确定所述全桥整流电路输入电流的基波幅值，得到所述全桥整流电路输入电流的基波幅值；其中，|A i |为全桥整流电路输入电流的基波幅值；a 1和b 1为全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数；
利用公式确定所述全桥整流电路输入电流的基波相角的正切值，得到所述全桥整流电路输入电流的基波相角的正切值；其中，θi 为全桥整流电路输入电流的基波相角。
6.根据权利要求5所述的确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，所述全桥整流电路输入电流的基波幅值为：
其中，U b 为无线充电系统负载电压；I b 为无线充电系统充电电流；ω为无线充电系统工作角频率；L s 为全桥整流电路输入电感；所述全桥整流电路输入电流的基波相角的正切值为：
7.根据权利要求1所述的确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，所述基于所述全桥整流电路输入电流的基波幅值和基波相角的正切值以及所述无线充电系统的负载电压，确定所述无线充电系统的全桥整流电路的等效负载阻抗，具体包括：
根据所述全桥整流电路输入电流的基波相角的正切值，确定全桥整流电路输入电流的基波相角的正弦值和余弦值；
基于所述无线充电系统的负载电压，确定全桥整流电路输入电压的基波幅值和基波相角；
利用公式确定所述无线充电系统的全桥整流电路的等效负载阻抗；其中，R e 为无线充电系统全桥整流电路的等效负载阻抗的电阻部分；L e 为无线充电系统全桥整流电路的等效负载阻抗的电感部分；|A u |为全桥整流电路输入电压的基波幅值；θu 为全桥整流电路输入电压的基波相角；|A i |为全桥整流电路输入电流的基波幅值；θi 为全桥整流电路输入电流的基波相角；ω为无线充电系统工作角频率。
8.根据权利要求7所述的确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，所述基于所述无线充电系统的负载电压，确定全桥整流电路输入电压的基波幅值和基波相角，具体包括：
利用公式确定全桥整流电路输入电压的基波幅值和基波相角；其中，|A u |为全桥整流电路输入电压的基波幅值；θu 为全桥整流电路输入电压的基波相角；U b 为无线充电系统负载电压。
9.根据权利要求7所述的确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的方法，其特征在于，当所述无线充电系统中的负载为电池型负载时，所述无线充电系统的全桥整流电路的等效负载阻抗为：
其中，L s 为全桥整流电路输入电感，U b 为无线充电系统负载电压，I b 为无线充电系统充电电流；
当所述无线充电系统中的负载为电阻型负载时，所述无线充电系统的全桥整流电路的等效负载阻抗为：
其中，R L 为无线充电系统的负载电阻值。
10.一种确定无线充电系统整流电路等效负载阻抗的系统，其特征在于，包括：
全桥整流电路输入电流与角度变量之间的关系模型确定模块，用于基于无线充电系统的工作角频率和全桥整流电路输入电感，确定所述无线充电系统的全桥整流电路输入电流与角度变量之间的关系模型；
全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数确定模块，用于基于所述无线充电系统的全桥整流电路输入电流与角度变量之间的关系模型，通过傅里叶变换，得到全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数；
全桥整流电路输入电流的基波幅值和基波相角的正切值确定模块，用于根据所述全桥整流电路输入电流的基波傅里叶系数，确定所述全桥整流电路输入电流的基波幅值和基波相角的正切值；
全桥整流电路的等效负载阻抗确定模块，用于基于所述全桥整流电路输入电流的基波幅值和基波相角的正切值以及所述无线充电系统的负载电压，确定所述无线充电系统的全桥整流电路的等效负载阻抗；所述等效负载阻抗包括电阻部分和电感部分。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议