电动汽车无线充电系统的频率跟踪方法和过程

本发明涉及无线充电领域，尤其涉及一种电动汽车的磁耦合谐振无线充电系统的频率跟踪方法.

背景技术:

目前，地球上的矿物燃料资源稀缺，环境污染严重. 作为绿色汽车，电动汽车（EV）将逐步取代传统的燃料汽车，从而在汽车市场上独占

电动汽车广泛使用的关键是电池动力的持续. 现有的充电方法是车载充电器和外部充电桩，两者都是有线充电方法. 有线充电方式的缺点是: 容易产生火花，易磨损，难以维护，并且插入式充电一次只能给一辆车充电，而充电器输出的高电压会引起一系列安全问题.

源传输技术（Wireless Power Transfer，WPT）的出现为电动汽车的电源提供了新的选择. 使用力传输可以有效地克服上述缺点. 目前，具有很大发展潜力的无线充电方法是磁耦合共振无线充电方法. 这种充电方法利用电路谐振原理来传递能量. 当电路处于谐振状态时，环路中的电流最大，因此发射和接收线圈耦合最强，能量交换最强.

但是，当使用当前的磁耦合共振无线充电方法进行充电时，系统容易受到外部干扰并引起失谐，从而降低了充电效率.

技术实施要素:

本发明提供了一种电动汽车无线充电系统的频率跟踪方法，主要解决了现有电动汽车无线充电系统在充电时由于外界干扰导致充电效率低的问题.

根据本发明的电动车辆无线充电频率跟踪系统，包括: 高频逆变器电路，LC谐振电路和频率跟踪电路；以及其中，高频逆变器电路用于产生LC谐振电路. 相同频率的高频电流使整个系统产生谐振. LC谐振电路用于形成谐振系统，以最大程度地传递能量. 频率跟踪电路用于捕获电压和电流之间的相位差，并进行一系列调整，然后用作高频逆变器电路的PWM驱动信号.

高频逆变器电路包括: MOS管全桥逆变器电路和PWM驱动电路；以及PWM驱动电路将频率跟踪电路调整后的频率作为PWM频率来驱动MOS管全桥逆变电路. MOS管全桥逆变器电路根据PWM驱动电路的驱动信号来改变输出信号的频率.

LC谐振电路包括: 发送端和接收端是串联连接以形成谐振系统的电容器和电感器，以及用于传输能量的电路部分，电感器是铜漆包线.

其中，频率跟踪电路包括: 电压和电流检测电路，FFT相位捕获链路，比例积分调节链路和锁相环链路；其中电动汽车无线充电系统，将电压和电流检测电流与电压和电流互感器进行比较. 谐振系统的发射电路执行电压和电流检测. FFT相位捕获链路使用DSP控制器对电压和电流信号进行FFT计算以获得相位差. 比例积分调整链路使用DSP控制器相位获取FFT. 将该差按比例积分以获得频率偏移. 锁相环使用DSP控制器将频偏信号调整为与发射端电路的频率一致的PWM信号，并将其提供给PWM驱动电路.

根据本发明的用于电动车辆无线充电系统的频率跟踪方法包括以下步骤: S1，使用电压和电流检测电路以及DSP控制器相位捕获操作来捕获电压和电流基本相位；以及S2，使用DSP控制器电动汽车无线充电系统，通过比例积分运算来调节相位差，以获得频率偏差； S3. DSP控制器用于调节频率偏差以获得与发射电路的频率一致的PWM信号. S4. PWM信号输入到高频逆变器电路以使整个系统谐振.

其中，步骤S1具体包括: 通过电压互感器检测谐振系统发射电路的电压和电流，并将检测到的信号输入DSP进行FFT计算得到相位差.

具体地，步骤S2包括: 对FFT计算出的相位差进行PI运算调整，得到频率偏差，并将该频率偏差输入锁相环进行频率调整跟踪.

本发明的电动汽车无线充电频率跟踪装置和方法，可以使系统的电源频率与发射端接收端的谐振频率保持一致，并确保系统具有较高的充电率. 效率.

[附图说明]

图1是本发明的频率跟踪装置的图；

图2是本发明的频率跟踪方法的图；

图3是本发明系统的总体.

[详细实现]

发明人的研究发现，无线充电系统的能量主要通过发射线圈和接收线圈的耦合来传输，并且线圈之间的耦合程度对能量传输有重要影响. 当两个线圈的位置出现偏差或受到外部干扰因素的干扰时，它将导致LC谐振系统的频移，导致整个系统失谐，并且充电效率将迅速下降. 因此，实时检测和跟踪LC谐振系统的固有谐振频率非常重要，以使接收线圈和发送线圈始终保持谐振关系，整个系统具有更高的充电效率. 下面通过示例提供了详细说明.

实施方式1. 参照图1，本实施例的无线充电频率跟踪系统包括高频逆变器电路，LC谐振电路和频率跟踪电路. 高频逆变器电路用于产生与LC谐振电路的频率一致的高频电流，从而使整个系统谐振. LC谐振电路用于形成谐振系统，以传递能量以最大化充电效率. 经过一系列调整后，频率跟踪电路用于捕获电压和电流. 相位差被用作高频逆变器电路的PWM驱动信号.

高频逆变器电路包括MOS管全桥逆变器电路和PWM驱动电路. PWM驱动电路用于放大锁相环输出到MOS管全桥逆变电路的电压信号，改变输出频率. MOS管全桥逆变器电路用于输出与LC谐振电路的固有频率一致的电压信号.

LC谐振电路用于以磁耦合方式传递能量. 一系列由铜漆包线制成的电容器用于形成谐振系统.

频率跟踪电路包括电压和电流检测电路以及DSP控制器. 电压和电流检测电流使用电压和电流互感器来测量谐振系统的发射电路的电压和电流. DSP控制器对电压和电流信号进行FFT计算以获得相位差. DSP控制器执行通过FFT获得的相位差. 比例积分运算获得频率偏移；使用DSP控制器将频偏信号调整为与发送端电路的频率一致的PWM信号，并将其提供给PWM驱动电路.

实施例2，如图1中所示，其被构造为: 如图3所示，本实施例的无线充电频率跟踪方法是通过使用上述实施例1所示的无线充电频率跟踪设备实现的，包括以下步骤:

S1，使用电压和电流检测电路以及DSP控制器的相位捕获操作来捕获电压和电流基本相位；

S2. 利用DSP控制器捕捉到的相位差进行比例积分运算调整，以获得频率偏差；

S3. 使用DSP控制器调节频率偏差以获得与发射电路的频率一致的PWM信号；

S4. 将PWM信号输入到高频逆变器电路中，使整个系统产生谐振.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/shumachanpin/article-151113-1.html