無線電能傳輸系統副邊異常保護方法技術方案

本發明專利技術公開了一種無線電能傳輸系統副邊異常保護方法，包括以下步驟：在副邊電路中設置檢測模塊，并得到N種異常狀態；在副邊補償網絡上并聯主動失諧電容陣，通過主動失諧電容陣可得到至少N個開關組合狀態和N個不同的電容值；將每種異常狀態對應一組開關組合狀態，當檢測到異常狀態信號時，使主動失諧電容陣輸出對應的電容值，讓系統失諧并在原邊產生對應的電壓電流過零點時差；通過電壓采樣電路和電流采樣電路得到電壓電流過零點時差Tdelay；判斷電壓電流過零點時差Tdelay所屬的異常狀態，并控制相應的電路執行相應的保護動作。有益效果：占用空間小、成本低、易于實現；獨立性好；實時性高，響應快；可靠性高，穩定性好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無線電能傳輸領域，具體的說是一種無線電能傳輸系統副邊異常保護方法。
技術介紹
隨著無線電能傳輸技術基礎研究的日益成熟及產業化的不斷推廣，系統的穩定性及可靠性也越來越受到重視，為保證系統的穩定性與可靠性，一般會設計較多的檢測及相應的保護模塊。對于原邊電路的檢測及保護，可以通過原邊控制器直接處理。然而對于副邊電路的保護，大多情況下也是通過原邊電路的控制方案進行相應的保護。目前，針對副邊電路的保護，使用較多的方法是通過增加額外的通訊模塊，如RF、無線通訊模塊、紅外等方式實現副邊電路檢測結果的傳輸，然而增加模塊的方式既增加了控制的復雜難度又增加了系統的成本，并且占用空間大，穩定性差，且在一些特殊的環境下，不能正常工作，可靠性低，不能滿足人們的需求。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供了一種無線電能傳輸系統副邊異常保護方法，實時對副邊電路的工作情況進行檢測，通過造成主動失諧的方式將副邊電路信號反饋給原邊電路，對副邊電路進行保護，方法簡單、易于實現、穩定性好，解決了以往副邊保護系統成本高、控制難度大的問題。為達到上述目的，本專利技術采用的具體技術方案如下：一種無線電能傳輸系統副邊異常保護方法，其特征在于包括以下步驟：S1：在無線電能傳輸系統的副邊電路中設置檢測模塊，并能得到N種異常狀態；S2：在無線電能傳輸系統的副邊補償網絡上并聯主動失諧電容陣，該主動失諧電容陣具有至少N個開關組合狀態，且在這N個開關組合狀態下能得到N個不同的電容輸出值；S3：副邊控制器將每種異常狀態對應一組開關組合狀態，當檢測到異常狀態信號時，輸出對應的開關控制信號，使得主動失諧電容陣輸出對應的電容輸出值，讓系統失諧并在原邊產生對應的電壓電流過零點時差；S4：在無線電能傳輸系統的原邊補償網絡上連接電壓采樣電路和電流采樣電路，原邊控制器通過所述電壓采樣電路和電流采樣電路得到電壓電流過零點時差Tdelay；S5：原邊控制器判斷電壓電流過零點時差Tdelay所屬的異常狀態，并控制相應的電路執行相應的保護動作。通過上述方法，原邊電路只需要檢測原邊線路上的電壓電流，就可以對副邊電路運行狀態進行實時檢測及保護，方法簡單，易于實現，設計成本低，應用范圍廣，獨立性強，實時性高，穩定性好。進一步描述，為了使應用更加方便，觀察更加清晰，步驟S3中副邊控制器將N種異常狀態依次按序編碼，主動失諧電容陣所對應的N種電容輸出值也按依次遞增或依次遞減的順序排列。再進一步描述，為了使電容陣增量控制更加清晰有序，所述主動失諧電容陣中的電容均采用容值為的Co的標準電容，包括n+2路并聯開關支路，其中一路由一個開關和兩個電容串聯而成，另一路由一個開關和四個電容串聯而成，其余n路由一個開關和一個電容串聯而成，主動失諧電容陣按0.25Co的分辨率依次遞增或依次遞減。再進一步描述，為了使原邊電路準確的判斷出電壓電流過零點時差Tdelay所屬哪一個異常狀態，原邊控制器獲取不同開關組合狀態下電壓電流過零點時差，得到其最大時差范圍為(0～T)，按照由小到大的順序分成N段，得到(T11～T12),(T21～T22),…,(TN1～TN2)，N個時間段依次對應N種異常狀態，當所檢測到電壓電流過零點時差Tdelay時，判斷Tdelay屬于(T11～T12),(T21～T22),…,(TN1～TN2)中的哪一段即可得到副邊電路所屬的異常狀態。優選地，原邊控制器通過控制原邊電路中的DC-DC模塊或者DC-AC模塊執行副邊保護動作。本專利技術的有益效果：占用空間小、成本低、易于實現：只需要增加電容陣，實際成本及模塊體積可較小，且不用外加電路，易于實際工程實現；獨立性好：與系統的主電路相互獨立，在副級檢測結果正常時，不包含于系統的能量回路，不受系統電路的影響，也不影響系統；實時性高：實時檢測副邊電路的運行情況，當副邊異常時，原邊電路立刻自動實現保護動作，響應快；可靠性高，穩定性好：通過改變系統電路本身的特性實現相應的保護動作，不受環境的影響。附圖說明圖1是本專利技術的保護方法流程圖；圖2是本專利技術的無線電能傳輸系統框圖；圖3是本專利技術電容陣結構圖；圖4是本專利技術是串串補償網絡電路圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式以及工作原理作進一步詳細說明。實施例：以串串補償網絡為例，具體見圖4一種無線電能傳輸系統副邊異常保護方法，結合圖1和圖2可以看出，包括以下步驟：S1：在無線電能傳輸系統的副邊電路中設置檢測模塊，并得到8種異常狀態；檢測模塊設置在用電設備和/或副極能量變換模塊上；S2：在無線電能傳輸系統的副邊補償網絡上并聯主動失諧電容陣，該主動失諧電容陣具有至少8個開關組合狀態，且在這8個開關組合狀態下能得到8個不同的電容輸出值；具體開關組合、不同的電容值如表1所示：表1主動失諧電容陣容值增值控制及編碼開關組合Sf2Sf1Sf1,Sf2S1S1,Sf2S1,Sf1S1,Sf1,Sf2S1,S22-->主動失諧容值0.25Co0.5Co0.75CoCo1.25Co1.5Co1.75Co2Co編碼序列12345678S3：副邊控制器將每種異常狀態對應一組開關組合狀態，當檢測到異常狀態信號時，輸出對應的開關控制信號，使得主動失諧電容陣輸出對應的電容輸出值，讓系統失諧并在原邊產生對應的電壓電流過零點時差；并且副邊控制器將8種異常狀態依次按序編碼，主動失諧電容陣所對應的8種電容輸出值也按依次遞增的順序排列，具體編碼排序見表1，再從圖3可以看出，主動失諧電容陣中的電容均采用容值為的Co的標準電容，包括n+2路并聯開關支路，其中一路由一個開關和兩個電容串聯而成，另一路由一個開關和四個電容串聯而成，其余n路由一個開關和一個電容串聯而成，主動失諧電容陣按0.25Co的分辨率依次遞增；S4：在無線電能傳輸系統的原邊補償網絡上連接電壓采樣電路和電流采樣電路，原邊控制器通過電壓采樣電路和電流采樣電路得到電壓電流過零點時差Tdelay；串串補償網絡為例，具體見圖4：忽略副級線圈的內阻，則副邊的阻抗Zs為：其中Ls為副邊線圈電感，Cs為副邊電路等效電容，RL為副邊電路等效電阻；原級的阻抗Zp為：則諧振網絡的輸入電流Ip為：其中Vin輸入電源電壓，M為互感系數；令：則諧振網絡的輸入電流Ip為：Ip=Vin(RL2+ϵ2)(RpRL2+Rpϵ2+ω2M本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無線電能傳輸系統副邊異常保護方法，其特征在于包括以下步驟：S1：在無線電能傳輸系統的副邊電路中設置檢測模塊，并能得到N種異常狀態；S2：在無線電能傳輸系統的副邊補償網絡上并聯主動失諧電容陣，該主動失諧電容陣具有至少N個開關組合狀態，且在這N個開關組合狀態下能得到N個不同的電容輸出值；S3：副邊控制器將每種異常狀態對應一組開關組合狀態，當檢測到異常狀態信號時，輸出對應的開關控制信號，使得主動失諧電容陣輸出對應的電容輸出值，讓系統失諧并在原邊產生對應的電壓電流過零點時差；S4：在無線電能傳輸系統的原邊補償網絡上連接電壓采樣電路和電流采樣電路，原邊控制器通過所述電壓采樣電路和電流采樣電路得到電壓電流過零點時差Tdelay；S5：原邊控制器判斷電壓電流過零點時差Tdelay所屬的異常狀態，并控制相應的電路執行相應的保護動作。

【技術特征摘要】
1.一種無線電能傳輸系統副邊異常保護方法，其特征在于包括以下步驟：
S1：在無線電能傳輸系統的副邊電路中設置檢測模塊，并能得到N種異常狀態；
S2：在無線電能傳輸系統的副邊補償網絡上并聯主動失諧電容陣，該主動失諧電容陣
具有至少N個開關組合狀態，且在這N個開關組合狀態下能得到N個不同的電容輸出值；
S3：副邊控制器將每種異常狀態對應一組開關組合狀態，當檢測到異常狀態信號時，輸
出對應的開關控制信號，使得主動失諧電容陣輸出對應的電容輸出值，讓系統失諧并在原
邊產生對應的電壓電流過零點時差；
S4：在無線電能傳輸系統的原邊補償網絡上連接電壓采樣電路和電流采樣電路，原邊
控制器通過所述電壓采樣電路和電流采樣電路得到電壓電流過零點時差Tdelay；
S5：原邊控制器判斷電壓電流過零點時差Tdelay所屬的異常狀態，并控制相應的電路執
行相應的保護動作。
2.根據權利要求1所述的無線電能傳輸系統副邊異常保護方法，其特征在于：步驟S3中
副邊控制器將N種異常狀態依次按序編碼，主動失諧電容陣所對應的N種電容輸出值也按依
次遞增或依次遞減的順序排...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫躍，向利娟，蔣成，王智慧，唐春森，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：重慶;50