amp;在周期T內(nèi)開通時間T 2和基波雙向開與諧波雙向開*S2同時關(guān)斷時 間To的比例，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出功率在0~P 2區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào)；如果系統(tǒng)輸出功率在P2~P3區(qū)間 內(nèi)，首先使雙向開關(guān)S 2在周期T內(nèi)始終處于開通狀態(tài)，然后通過控制基波雙向開在周期T 內(nèi)開通時間T3的長短，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出功率在P2~P3區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
[0034] 為了使本發(fā)明的目的、
【發(fā)明內(nèi)容】
和有益效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明 作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：
[0035] 實(shí)施例1:圖1所示為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明系統(tǒng)包括直流電源、高頻逆變 單元、基波能量通路、諧波能量通路、整流濾波單元、負(fù)載、原邊控制單元和副邊控制單元。
[0036] 所述的直流電源Uin可由市電經(jīng)整流濾波獲得，也可直接使用直流電壓進(jìn)行供電。
[0037] 所述的高頻逆變單元可選擇半橋、全橋或推挽式逆變電路，本發(fā)明使用四只功率 開關(guān)管G1-G4組成H橋高頻逆變電路?；芰客放c諧波能量通路并聯(lián)連接在高頻逆變單 元的輸出端。
[0038] 所述的基波能量通路組成包括:基波原邊補(bǔ)償電感Lal和基波原邊補(bǔ)償電容Cp1，其 中基波原邊補(bǔ)償電容Cp 1與基波能量發(fā)射線圈電感1^并聯(lián)后再與基波原邊補(bǔ)償電感Lal串 聯(lián)，構(gòu)成LCL諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，其中L al、CPdPLP1滿足式（1)關(guān)系，以保證基波能量發(fā)射線圈電感 上恒流?；芰渴叭【€圈電感Lsi串聯(lián)基波副邊補(bǔ)償電容Csi后再串聯(lián)一個基波雙向開關(guān) 組成串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其基波副邊補(bǔ)償電容Cs 1與基波能量拾取線圈電感Ls1滿足式(2)關(guān)系。 基波能量發(fā)射線圈電感與基波能量拾取線圈電感采用松耦合磁路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)物理隔離。
[0039]
[0040]
[0041 ]其中ω是系統(tǒng)高頻逆變電路輸出方波頻率。
[0042]所述的諧波能量通路在本文中以三次諧波為例，其結(jié)構(gòu)組成包括:諧波原邊補(bǔ)償 電感La2和諧波原邊補(bǔ)償電容Cp2，其中諧波原邊補(bǔ)償電容Cp2與諧波能量發(fā)射線圈電感1^ 2并 聯(lián)后再與基波原邊補(bǔ)償電感La2串聯(lián)，構(gòu)成LCL諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，其中La2、C P2和Lp2滿足式⑶關(guān) 系，以保證諧波能量發(fā)射線圈電感上恒流。諧波能量拾取線圈電感Ls 2串聯(lián)諧波副邊補(bǔ)償電 容Cs2后再串聯(lián)一個基波雙向開關(guān)組成串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其諧波副邊補(bǔ)償電容Cs 2與諧波能量 拾取線圈電感Ls2滿足式(4)關(guān)系。諧波能量發(fā)射線圈電感與諧波能量拾取線圈電感采用松 耦合磁路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)物理隔離。
[0043]
[0044]
[0045] 所述的整流濾波單元由基波整流濾波電路和諧波整流濾波電路構(gòu)成，具體包括： 快恢復(fù)二極管Dii-Dw組成基波全橋整流電路后加濾波電容Cr濾波，組成基波整流濾波電路； 快恢復(fù)二極管D2I-D24組成的諧波全橋整流電路后加濾波電容C2濾波，組成諧波整流濾波電 路;最后，基波整流濾波電路和諧波整流濾波電路串聯(lián)組成整流濾波單元。
[0046] 所述的原邊控制單元由原邊控制器和驅(qū)動電路構(gòu)成，其中原邊控制器選用DSPjg 動電路由光耦隔離和功率放大兩部分電路構(gòu)成。
[0047] 所述的副邊控制單元由功率檢測電路、副邊控制器和驅(qū)動電路構(gòu)成，其中副邊控 制器選用DSP;功率檢測電路與系統(tǒng)輸出端相連，可檢測系統(tǒng)負(fù)載所需的輸出功率;驅(qū)動電 路由光耦隔離和功率放大兩部分電路構(gòu)成。
[0048] 參見圖1，根據(jù)電路知識，可得基波能量通路中參數(shù)有如下關(guān)系：
[0049]
[0050]
[0051]
[0052]
[0053]
[0054]其中，UO為逆變輸出方波電壓，Uin為直流電壓，U1為基波能量通路逆變輸出基波電 壓有效值，Ip1為基波能量通路基波能量發(fā)射線圈電感上電流有效值，Us1為基波能量通路開 路電壓有效值，Uo 1為基波能量通路整流濾波后電壓。
[0055] 由式(5)可知，在UO的所有諧波中，三次諧波的電壓最高，能量最大，所以本發(fā)明以 三次諧波設(shè)計諧波能量通路各項參數(shù)。根據(jù)電路相關(guān)知識，可得圖1中諧波能量通路中參數(shù) 關(guān)系：
[0056]
[0057]
[0058]
[0059] U〇2=1.2Us2 (13)其中，1]2為諧波能量通路逆變輸出基波電壓有效值，Ip 2為諧波 能量通路諧波能量發(fā)射線圈電感上電流有效值，Us2為諧波能量通路開路電壓有效值，U02為 諧波能量通路整流濾波后電壓。
[0060] 通過控制基波雙向開和諧波雙向開關(guān)52的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)基波能量通路和 諧波能量通路的接入和切出，從而達(dá)到控制系統(tǒng)輸出功率的目的。
[0061] 當(dāng)基波雙向開關(guān)5:開通、諧波雙向開關(guān)S2斷開時，無線電能傳輸系統(tǒng)中僅有基波能 量通路工作，系統(tǒng)輸出功率Pi為：
[0062]
[0063]當(dāng)基波雙向開斷開、諧波雙向開關(guān)S2開通時，無線電能傳輸系統(tǒng)中僅有諧波能 量通路工作，系統(tǒng)輸出功率P2為：
[0064]
[0065] 當(dāng)基波雙向開關(guān)5:與諧波雙向開關(guān)S2同時開通時，無線電能傳輸系統(tǒng)中基波能量 通路與諧波能量通路共同工作，系統(tǒng)輸出功率P 3為：
[0066]
[0067] 當(dāng)基波雙向開關(guān)Si與諧波雙向開關(guān)S2同時關(guān)斷時，無線電能傳輸系統(tǒng)中無能量通 路工作，系統(tǒng)輸出功率為0。
[0068] 根據(jù)負(fù)載所需系統(tǒng)輸出功率要求的不同，通過控制基波雙向開關(guān)S1與諧波雙向開 關(guān)S2在周期T內(nèi)，基波雙向開關(guān)Si單獨(dú)開通時間Τι、諧波雙向開關(guān)S 2單獨(dú)開通時間T2、基波雙 向開關(guān)3:與諧波雙向開關(guān)S2同時開通時間T 3以及基波雙向開關(guān)5:與諧波雙向開關(guān)S2同時關(guān) 斷時間To的長短，來控制系統(tǒng)輸出功率P的大小，使系統(tǒng)輸出功率寬范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，以滿 足負(fù)載的功率需求。在系統(tǒng)輸出功率P滿足如下關(guān)系：
[0069]
[0070] 鑒于諧波能量通道獨(dú)立供電模式下的系統(tǒng)傳輸效率較基波通道能量獨(dú)立供電模 式時高，所以本系統(tǒng)以系統(tǒng)傳輸效率為參考依據(jù)，優(yōu)先保障諧波能量通道工作時間，通過基 波雙向開關(guān)S 1與諧波雙向開關(guān)32的搭配使用，將系統(tǒng)輸出功率分為0~Ρ2、Ρ2~Ρ 3兩個階段； 如果系統(tǒng)輸出功率在〇~P2區(qū)間內(nèi)，使基波雙向開關(guān)S1在周期T內(nèi)始終處于關(guān)斷狀態(tài)，通過控 制諧波雙向開關(guān)&在周期T內(nèi)開通時間T 2和基波雙向開與諧波雙向開*S2同時關(guān)斷時 間To的比例，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出功率在0~P 2區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào)；如果系統(tǒng)輸出功率在P2~P3 區(qū)間內(nèi)，首先使諧波雙向開關(guān)S2在周期T內(nèi)始終處于開通狀態(tài)，然后通過控制基波雙向開關(guān) S1在周期T內(nèi)開通時間T3的長短，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出功率在P2~P 3區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
[0071] 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)輸出功率調(diào)節(jié)示意圖，在周期T秒內(nèi)，通過基波雙向開關(guān)的5:與 諧波雙向開關(guān)S2的搭配使用，控制T 1、T2、T3、To的長短改變圖中輸出功率的大小，易知其同一 周期內(nèi)的等效輸出功率得以改變，從而實(shí)現(xiàn)