CN115765217A - 一种电磁感应能量传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电磁感应能量传递装置。电磁感应能量传递装置，包括第一变换器、初级谐振模块、次级接收线圈和用电器；第一变换器的第一输入端和第二输入端分别与直流电连接，第一变换器的第一输出端与初级谐振模块的第一端连接，第一变换器的第二输出端与初级谐振模块的第二端连接；初级谐振模块包括初级谐振电容、第一电感和第二电感，第二电感与次级接收线圈之间存在电磁耦合，次级接收线圈用于接收第二电感通过电磁耦合产生的电磁场能量，次级接收线圈还用于将电磁场能量转变为交变电能量并传递给用电器。本发明可以保证电磁感应能量传递装置既能在参数时变情况下满足系统谐振要求，实现频率跟踪，又能方便的对功率进行调节。

Description

一种电磁感应能量传递装置

技术领域

本发明实施例涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电磁感应能量传递装置。

背景技术

电力电子变换器是一种应用十分广泛的电力电子设备，是一种基于电磁感应的能量传递装置，它可将交流电变为直流电(AC/DC)、直流电变为交流电(DC/AC)或者直流电变为直流电(DC/DC)。电力电子变换器的理论基础是借助电磁能量波将能量从初级传递到次级，电磁能量波在传递过程中由于存在漏感，无法将初级的能量完全传递到次级，因此电磁感应能量传递装置都会设置谐振模块进行补偿。由于增加谐振模块提高了电磁感应能量传递装置阶数，变换器和谐振模块之间会产生强烈耦合和粘黏性。为了提高效率和保证开关器件工作在软开关条件，电磁感应能量传递装置都需要在谐振条件下工作，系统受到频率强约束。为了保证安全有效工作，主流的电磁感应能量传递装置研究与应用大都围绕以系统工作在谐振频率为约束、以寻找频率跟踪方法为手段的控制理念而进行。然而在实际应用中，由于系统参数无规则时变的特点，系统的谐振条件始终处于变化之中，频率约束条件难以得到满足，系统参数时变与谐振频率约束之间存在矛盾。因此，电磁感应能量传递装置在实用中，特别是被应用在无线能量传输领域时，如何保证系统谐振，也就是如何实现频率跟踪是必须要解决的一个问题。

功率控制是电磁感应能量传递装置需要解决的另一个问题。传统电磁感应能量传递装置由于具有强耦合性和粘黏性的特点，在谐振情况下初次级、开关之间会相互影响，电力电子系统中常用的脉宽调制功率控制方法不能用在这里。目前电磁感应能量传递装置采用的功率控制方法是采用移相法和调频法。不论是移相法还是调频法，系统工作频率都必须收到谐振频率约束，实际工作点都在谐振频率的基础上偏离软开关工作点。鉴于电磁感应能量传递装置还存在上述问题，众多学者和工程人员都在寻找更好的拓扑结构和控制方法。

发明内容

本发明提供一种电磁感应能量传递装置，保证电磁感应能量传递装置既能在参数时变情况下满足系统谐振要求，实现频率跟踪，又能方便的对功率进行调节。

根据本发明的一方面，提供了一种电磁感应能量传递装置，电磁感应能量传递装置包括：第一变换器、初级谐振模块、次级接收线圈和用电器；

所述第一变换器的第一输入端和第二输入端分别与直流电连接，所述第一变换器的第一输出端与所述初级谐振模块的第一端连接，所述第一变换器的第二输出端与所述初级谐振模块的第二端连接；

所述初级谐振模块包括初级谐振电容、第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感串联后与所述初级谐振电容并联于所述初级谐振模块的第一端和第二端之间；

所述第一电感中存储的磁场能量用于形成所述电磁感应能量传递装置的软开关工作条件，所述第二电感与所述次级接收线圈之间存在电磁耦合，所述次级接收线圈用于接收所述第二电感通过电磁耦合产生的电磁场能量，所述次级接收线圈还用于将所述电磁场能量转变为交变电能量并传递给所述用电器；

所述用电器用于利用所述交变电能量驱动电力装置工作；或者，所述用电器用于将所述交变电能量作为电能量进行存储；

所述电磁感应能量传递装置包括：能量注入模式、谐振模式和钳位模式；

所述能量注入模式具体为所述第一变换器通过所述初级谐振模块的第一端或第二端向所述第一电感和所述第二电感中注入电流，为所述初级谐振模块注入磁场能量；

所述谐振模式具体为所述注入初级谐振模块的能量在所述初级谐振模块中引起谐振，所述谐振模式的维持时间根据所述初级谐振模块的谐振周期确定；

所述钳位模式具体为所述第一变换器未向所述初级谐振模块注入电流情况下，所述初级谐振电容两端的电压被固定在预设电平，所述钳位模式的维持时间根据所述第一电感储存的电磁场能量确定。

可选地，所述电磁感应能量传递装置控制策略为变周期控制策略，所述变周期控制策略包括：按谐振模式、钳位模式、能量注入模式为一个周期的顺序周而复始的进行，所述谐振模式的维持时间用于跟踪所述电磁感应能量传递装置因参数变化导致的频率变化，所述钳位模式的维持时间用于为所述电磁感应能量传递装置提供软开关工作条件，所述能量注入模式的维持时间用于调节所述电磁感应能量传递装置的功率水平。

可选地，所述用电器包括功率单元、供电单元和控制单元；

所述功率单元的输入端与所述次级接收线圈连接，所述功率单元用于接收所述次级接收线圈提供的所述交变电能量；

所述供电单元的输入端与所述次级接收线圈连接，所述供电单元用于将所述次级接收线圈提供的所述交变电能量转换成直流电为所述控制单元提供能量；

所述控制单元用于控制所述功率单元的工作状态。

可选地，所述用电器还包括第二变换器和直流负载；所述第二变换器用于将交流电变换为直流电，为所述直流负载提供给定方向的电流。

可选地，所述第一变换器包括初级控制单元，所述初级谐振模块还包括第一电压采集器和第一电流采集器，所述用电器还包括第二电压采集器、第二电流采集器和次级控制单元；

所述初级控制单元用于接收所述第一电压采集器的输出信号和第一电流采集器的输出信号，所述次级控制单元用于接收第二电压采集器的输出信号和第二电流采集器的输出信号；所述初级控制单元与所述次级控制单元之间通过通讯信道连接，所述通讯信道用于所述初级控制单元与所述次级控制单元之间的信息交换。

可选地，所述初级谐振模块和所述次级接收线圈构成磁电系统，所述磁电系统满足预设条件时，所述第一电感使用所述磁电系统的初级漏感替代。

可选地，所述第一电压采集器包括电压传感器和延时模块；所述电压传感器用于采集所述初级谐振电容两端的电压波形，所述延时模块用于将所述初级谐振电容两端的电压波形按照预设时长进行延时。

可选地，所述初级谐振模块的谐振周期根据所述第一电压采集器确定。

可选地，所述第一变换器包括至少一个一个功率开关器件；

所述第一变换器用于关断状态下控制电流截止，所述第一变换器用于导通状态下控制电流流通，所述第一变换器在所述钳位模式中由关断状态切换为导通状态。

可选地，所述第一电压采集器用于采集所述初级谐振模块第一端和第二端之间的电压，所述第一电流采集器用于采集所述第一变换器的输出电流；所述第二电压采集器用于采集所述直流负载的输入电压，所述第二电流采集器用于采集所述直流负载的输入电流。

本发明实施例中的电磁感应能量传递装置改变了传统电磁感应能量传递装置以追求满足系统谐振频率为基础的控制理念，采用一种系统自适应谐振、变周期调节功率的拓扑结构，解决了现有技术存在系统参数时变与谐振频率约束之间的矛盾以及系统参数时变导致频率跟踪、功率控制困难等问题。本发明实施例提供的拓扑结构可保证电磁感应能量传递装置既能在参数时变情况下满足系统谐振要求，又能方便的对功率进行调节，且开关始终工作在软开关条件下。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置主要参数的仿真波形图；

图3是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第一能量注入模式的示意图；

图4是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第一谐振模式的示意图；

图5是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第一钳位模式的示意图；

图6是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第二能量注入模式的示意图；

图7是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第二谐振模式的示意图；

图8是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第二钳位模式的示意图；

图9是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置用电器第一种实现方案示意图；

图10是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置用电器的第一种实现方案的示意图；

图11是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置用电器的第二种实现方案的示意图；

图12是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置的控制结构配置第一种实现方案的示意图；

图13是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的示意图；

图14是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第一能量注入模式的示意图；

图15是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第一谐振模式示意图；

图16是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第一钳位模式的示意图；

图17是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第二能量注入模式的示意图；

图18是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第二谐振模式的示意图；

图19是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第二钳位模式的示意图；

图20是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的开关控制策略示意图；

图21是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的示意图；

图22是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的开关控制策略示意图；

图23是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的第一能量注入模式的示意图；

图24是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的第一谐振模式的示意图；

图25是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的第一钳位模式的示意图；

图26是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一电压采集器第一实现方案的结构示意图；

图27是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置用于电池充电装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置的结构示意图，参考图1，本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置具体涉及电力电子变换器、无线能量传输以及家用电器应用技术领域。本发明实施例提供了一种电磁感应能量传递装置，电磁感应能量传递装置包括：第一变换器1、初级谐振模块2、次级接收线圈3和用电器4；第一变换器1的第一输入端和第二输入端分别与直流电UB连接，第一变换器1的第一输出端C1与初级谐振模块2的第一端I连接，第一变换器1的第二输出端C2与初级谐振模块2的第二端II连接；初级谐振模块2包括初级谐振电容21、第一电感22和第二电感23，第一电感22和第二电感23串联后与初级谐振电容21并联于初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间；第一电感22中存储的磁场能量用于形成电磁感应能量传递装置的软开关工作条件，第二电感23与次级接收线圈3之间存在电磁耦合，次级接收线圈3用于接收第二电感23通过电磁耦合产生的电磁场能量，次级接收线圈3还用于将电磁场能量转变为交变电能量并传递给用电器4；用电器4用于利用交变电能量驱动电力装置工作；或者，用电器4用于将交变电能量作为电能量进行存储；电磁感应能量传递装置包括：能量注入模式、谐振模式和钳位模式；能量注入模式具体为第一变换器通过初级谐振模块的第一端或第二端向第一电感和第二电感中注入电流，为初级谐振模块注入磁场能量；谐振模式具体为注入初级谐振模块的能量在初级谐振模块中引起谐振，谐振模式的维持时间根据初级谐振模块的谐振周期确定；钳位模式具体为第一变换器未向初级谐振模块注入电流情况下，初级谐振电容两端的电压被固定在预设电平，钳位模式的维持时间根据第一电感储存的电磁场能量确定。

具体的，第一变换器1的第一输入端与直流电UB的正极连接，第一变换器1的第二输入端与直流电UB的负极连接。初级谐振电容21可以为谐振电容Cp，第一电感22可以为储能电感Lpk，第二电感23可以为耦合电感Lpm，次级接收线圈3可以为副边线圈Ls。预设电平包括第一电平UCT1和第二电平UCT2。

能量注入模式包括第一能量注入模式和第二能量注入模式，谐振模式包括第一谐振模式和第二谐振模式，钳位模式包括第一钳位模式和第二钳位模式；第一能量注入模式为：第一变换器1的第一输出端C1端经由初级谐振模块2的第一端I向第一电感22和第二电感23注入电流；第二能量注入模式为：第一变换器1的第二输出端C2经由初级谐振模块2的第二端II向第二电感23和第一电感22注入电流；第一谐振模式为：在第一能量注入模式期间注入初级谐振模块2的能量驱动下，初级谐振模块2产生谐振；第二谐振模式为：在第二能量注入模式期间注入初级谐振模块2的能量驱动下，初级谐振模块2产生谐振；第一钳位模式为：在第一变换器1没有对初级谐振模块2注入能量的情况下，初级谐振电容21的电压被固定在第一电平UCT1；第二钳位模式为：在第一变换器1没有对初级谐振模块2注入能量的情况下，初级谐振电容21的电压被固定在第二电平UCT2。

图2是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置主要参数的仿真波形图，参考图2和图1，为了方便描述，将串联后的第一电感22和第二电感23统称为初级电感。图2示例性的示出了本发明实施例中的电磁感应能量传递装置在工作中第一变流器1输出电流Ic、初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间的电压Ucp和初级电感电流Ip在不同工作模式中的工作波形。

为了方便说明，本实施例中第一电平UCT1取值为UCT1＝UB，第二电平UCT2取值为UCT2＝－UB。图2的横轴为时间轴。区间[t0，t1]为第一能量注入模式、[t1，t2]为第一谐振模式、[t2，t3]为第一钳位模式，[t3，t4]为第二能量注入模式、[t4，t5]为第二谐振模式、[t5，t6]为第二钳位模式。可以看出，第一能量注入模式期间初级电感电流Ip正向增加，因此，将第一能量注入模式、第一谐振模式和第一钳位模式(区间[t0，t3])称为正向能量传输过程。第二能量注入模式期间初级电感电流Ip反向增加，因此，将第二能量注入模式、第二谐振模式和第二钳位模式(区间[t3，t6])称为反向能量传输过程。

图3是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第一能量注入模式的示意图，参考图2和图3，区间[t0，t1]是第一能量注入模式，第一变换器1的第一输出端C1输出+电压、第二输出端C2输出－电压，初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间电压值Ucp为直流电UB，第一变换器1从第一输出端C1输出电流Ic，形成初级电感电流Ip。初级电感电流Ip从0开始线性增加，初级谐振模块2中磁场能量增加。

图4是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第一谐振模式的示意图，参考图2和图4，区间[t1，t2]是第一谐振模式，第一变换器1的第一输出端C1停止输出电流，Ic＝0。但存储在第一电感22中的磁场能量继续维持初级电感电流Ip流动，因此初级电感电流Ip流入初级谐振电容21形成初级谐振电容电流Icp，初级谐振模块2开始谐振。参考图2，在t1时刻之后，初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间电压值Ucp从UB开始正弦式下降，初级电感电流Ip也以正弦形式先达到峰值，然后正弦式地从峰值下降，磁场能量减少。在t2时刻，初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间电压值Ucp下降到第二电平UCT2＝－UB，结束了第一谐振模式。

图5是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第一钳位模式的示意图，参考图2和图5，t2时刻，初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间电压值Ucp下降到－UB，系统退出第一谐振模式。在区间[t2，t3]，初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间电压值Ucp被钳位在－UB上，第一变换器1恢复导通能力，初级电感电流Ip由第二输出端C2流入第一变换器1，为第二能量注入模态做好了模态转换软开关条件准备。在t3时刻，初级电感电流Ip下降为0，初级谐振模块2中的磁场能量也下降为0，系统退出第一钳位模式。

图6是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第二能量注入模式的示意图，参考图2和图6，在t3时刻、初级电感电流Ip下降至0之后，系统进入第二能量注入模式。在第二能量注入模式中，第一变换器1的第二输出端C2输出+电压、第一输出端C1输出－电压，第一变流器1的第二输出端C2输出电流Ic，形成反向线性增加的初级电感电流Ip，初级谐振模块2中的磁场能量增加。

图7是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第二谐振模式的示意图，参考图2和图7，区间[t4，t5]是第二谐振模式，第一变换器1再次进入截止模式，第一变换器1的第二输出端C2停止输出电流。同样，存储在第一电感22中的磁场能量继续维持初级电感电流Ip流入初级谐振电容21，形成初级谐振电容电流Icp，初级谐振模块2开始谐振。参考图2，在t4之后，初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间电压值Ucp从－UB开始正弦式上升，初级电感电流Ip也以正弦形式先达到最低峰值、然后从最低峰值上升，磁场能量减少。在t5时刻，初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间电压值Ucp上升到第一电平UCT1＝UB，结束了第二谐振模式。

图8是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置第二钳位模式的示意图，参考图2和图8，在t5时刻，初级谐振模块2的第一端I和第二端II之间电压值Ucp上升到UB，系统退出第二谐振模式，第一变换器1恢复导通能力。初级电感电流Ip经由第一输出端C1流入第一变换器1，为下一个能量注入模态做好了模态转换软开关条件准备。参考图2，在t6时刻，初级电感电流Ip上升到0，初级谐振模块2中的磁场能量再次回到0，系统退出第二钳位模式。

参考图2至图8，本发明实施例电磁感应能量传递装置在区间[t0，t3]分别执行了第一能量注入模式、第一谐振模式和第一钳位模式，完成了一次正向能量传输过程；在区间[t3，t6]分别执行了第二能量注入模式、第二谐振模式和第二钳位模式，完成了一次反向能量传输过程。

与目前同类技术相比，本实施例中的电磁感应能量传递装置改变了传统电力电子变换器以系统工作在谐振频率为约束的频率跟踪的控制理念，提出了一种将一个能量传输过程分为能量独立注入、自适应谐振和系统钳位三个独立阶段的频率跟踪和功率调节的拓扑结构和控制方法。本实施例所提出的拓扑结构和控制方法将能量注入过程和自适应谐振过程完全解耦，解决了系统参数时变与谐振频率约束之间的矛盾。所提出的拓扑结构和控制方法的特点在于：利用能量独立注入阶段进行功率控制，能量注入阶段越长、输出功率越大，反之亦然，能量注入过程不受系统参数变化影响，由此解决功率控制难的问题。利用自适应谐振阶段补偿系统参数时变导致的频率漂移，谐振过程自动跟踪谐振频率的变化，由此摆脱由于系统谐振频率约束导致的频率跟踪难的问题。利用系统钳位阶段开关元件不受谐振网络粘连，为系统提供软开关条件，由此解决在偏离谐振的情况下，系统必须工作在硬开关条件的问题。为了达到上述目的，本实施例中的电磁感应能量传递装置在初级谐振模块中设置了第一电感，利用第一电感中存储的电磁场能量为系统自适应谐振和钳位阶段提供能量。本实施例提供的拓扑结构和控制方法可保证电磁感应能量传递装置既能在参数时变情况下保证系统谐振，又能方便的对功率进行调节，且开关始终工作在软开关条件下。

本发明实施例中的电磁感应能量传递装置改变了传统电磁感应能量传递装置以追求满足系统谐振频率为基础的控制理念，采用一种系统自适应谐振、变周期调节功率的拓扑结构，解决了现有技术存在系统参数时变与谐振频率约束之间的矛盾以及系统参数时变导致频率跟踪、功率控制困难等问题。本发明实施例提供的拓扑结构可保证电磁感应能量传递装置既能在参数时变情况下满足系统谐振要求，又能方便的对功率进行调节，且开关始终工作在软开关条件下。

可选地，电磁感应能量传递装置控制策略为变周期控制策略，变周期控制策略包括：按谐振模式、钳位模式、能量注入模式为一个周期的顺序周而复始的进行，谐振模式的维持时间用于跟踪电磁感应能量传递装置因参数变化导致的频率变化，钳位模式的维持时间用于为电磁感应能量传递装置提供软开关工作条件，能量注入模式的维持时间用于调节电磁感应能量传递装置的功率水平。

图9是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置用电器第一种实现方案示意图，参考图9，可选地，用电器4包括功率单元41、供电单元42和控制单元43；功率单元41的输入端与次级接收线圈3连接，功率单元41用于接收次级接收线圈3提供的交变电能量；供电单元42的输入端与次级接收线圈3连接，供电单元42用于将次级接收线圈3提供的交变电能量转换成直流电为控制单元43提供能量；控制单元43用于控制功率单元41的工作状态。

具体的，功率单元41可选用但不限于电动机组件与/或加热器组件，用于提供动力或加热物品。控制单元43可以为键盘和显示器，用于人机对话，控制单元43也可以为传感器，用于感知用电器的工作状况。

图10是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置用电器的第一种实现方案的示意图，参考图10，图10示例性的示出了用电器4应用于无尾家电中电饭煲的情况，无尾家电是指不需要配置电源线的家用电器。用电器4的功率单元41包括电热丝411和控制开关412，供电单元42可以为一个直流电源，直流电源输入端连接次级接收线圈3，将接收到次级接收线圈3提供的交变电能量变换为直流电为控制单元43供电。控制单元43外接一个屏幕键盘单元和一个传感器，控制单元43的输出控制功率单元41的控制开关。

图11是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置用电器的第二种实现方案的示意图，参考图11，可选地，用电器4还包括第二变换器44和直流负载45；第二变换器44用于将交流电变换为直流电，为直流负载45提供给定方向的电流。

具体的，第二变换器44可以由功率开关管或二极管构成。直流负载45可以为待充电电池或其他需要直流供电的设备、装置，或执行某一功能的装置，如视频显示装置。

图12是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置的控制结构配置第一种实现方案的示意图，参考图12，可选地，第一变换器1包括初级控制单元10，初级谐振模块2还包括第一电压采集器24和第一电流采集器25，用电器4还包括第二电压采集器46、第二电流采集器47和次级控制单元48；初级控制单元10用于接收第一电压采集器24的输出信号V1和第一电流采集器25的输出信号I1，次级控制单元48用于接收第二电压采集器46的输出信号V2和第二电流采集器47的输出信号I2；初级控制单元10与次级控制单元48之间通过通讯信道连接，通讯信道用于初级控制单元10与次级控制单元48之间的信息交换。

具体的，通讯信道可以是有线、也可以是无线的信道。初级控制单元10和次级控制单元48除了接收电压、电流信号外，还有控制第一变换器1的作用。

可选地，初级谐振模块和次级接收线圈构成磁电系统，磁电系统满足预设条件时，第一电感使用磁电系统的初级漏感替代。

具体的，第一电感是一个独立电感，可以用磁电系统中的漏感替代。第二电感与次级接收线圈的磁耦合为磁电系统的互感。当磁电系统的漏感满足要求时，第一电感可用磁电系统的初级漏感替代；当磁电系统的漏感不满足要求时，第一电感不能使用磁电系统的初级漏感替代。

可选地，初级谐振模块的谐振周期根据第一电压采集器确定。

具体的，第一谐振模式与第二谐振模式的持续时间由初级谐振模块的谐振周期确定，第一钳位模式与第二钳位模式的持续时间由第一电感中磁场强度确定，初级谐振模块的谐振周期可以通过第一电压采集器的输出信号获得。

可选地，第一变换器包括至少一个一个功率开关器件；第一变换器用于关断状态下控制电流截止，第一变换器用于导通状态下控制电流流通，第一变换器在钳位模式中由关断状态切换为导通状态。

具体的，功率开关器件开启时刻在第一钳位模式或第二钳位模式的持续时间内。第一变换器在关断(截止)状态不能流通电流、导通状态能够流通电流，第一变换器与初级谐振模型模态对应关系为：当初级谐振模块处于第一谐振模式、第二谐振模式时，第一变换器处于截止状态；当初级谐振模块处于第一能量注入模式、第二能量注入模式时，第一变换器处于导通状态，第一变换器向第一电感、第二电感注入电流；当初级谐振模块处于第一钳位模式、第二钳位模式时，第一变换器处于导通状态，初级谐振模块向第一变换器反流电流；

第一变换器顺序完成一次截止和一次导通状态为一个能量传输周期；电磁感应能量传递装置采用变周期控制策略，变周期控制策略为：通过控制第一变换器可控制第一能量注入模式、第二能量注入模式的持续时间，进而控制能量传输周期；通过控制能量传输周期，控制注入初级谐振模块的能量，控制传输功率。

图13是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的示意图，参考图13，第一变换器1实现第一种拓扑结构包括母线电容11、第一功率开关管12、第二功率开关管13、第三功率开关管14、第四功率开关管15、第一二极管16、第二二极管17、第三二极管18和第四二极管19。第一功率开关管12、第二功率开关管13、第三功率开关管14、第四功率开关管15构成一个H桥，第一功率开关管12和第三功率开关管14构成前桥臂，第二功率开关管15和第四功率开关管15构成后桥臂。H桥母线与第一变换器1的+输入端相连，母线电容11与H桥母线并联。第一二极管16为第一功率开关管12的体二极管，其他二极管以此类推。H桥的输出端A与第一变换器1的第一输出端C1相连，H桥的输出端B与第一变换器1的第二输出端C2相连。

图14是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第一能量注入模式的示意图，参考图2和图14，在t0时刻，进入第一能量注入模式，此时，第一功率开关管12、第四功率开关管15已经处于导通状态，直流电UB的+端经由A点被连接到第一变换器1的第一输出端C1，进一步连接到初级谐振模块2的第一端I。直流电UB的－端经由B点被连接到第一变换器1的第二输出端C2，进一步连接到初级谐振模块2的第二端II，第一变换器1的第一输出端C1输出电流Ic，形成初级电感电流Ip。在第一能量注入模式中，初级电感电流Ip线性上升。

图15是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第一谐振模式示意图，参考图2和图15，在t1时刻，关断第一功率开关管12、第四功率开关管15，第一能量注入模式停止，进入第一谐振模式。从图15中可以看到此时第一变换器1中的所有功率开关管和二极管全部截止，电流不能从第一变换器1流过。由于第一电感22中存有磁场能量，初级电感电流Ip依然存在并形成初级谐振电容21电流Icp，初级谐振模块2开始谐振。在t1时刻后，初级电感电流Ip经过一个峰值后开始下降，初级谐振电容21两端的电压也从UB开始下降。在t2时刻，初级谐振电容电压21两端的电压下降到－UB，第一谐振模式结束。

图16是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第一钳位模式的示意图，参考图2和图16，在t2时刻，初级谐振电容21的电压下降到Upc＝－UB，第二二极管17、第三二极管18自然导通，初级谐振模块2的第一端I和第二端II端之间的电压Ucp被钳位在－UB，进入第一钳位模式。在第一电感22中磁场能量维持下，初级电感电流Ip流经B点、第二二极管17、母线电容11、第三二极管18、A点，形成第一变换器1注入电流Ic流入第一变换器1的第二输出端C2。t2时刻后，初级电感电流Ip继续下降，在t3时刻，初级电感电流Ip下降为0，第二二极管17、第三二极管18失去导通条件而截至，退出第一钳位模式。

继续参考图16，第二二极管17与第二功率开关管13相并联，第三二极管18与第三功率开关管14相并联，即在第一钳位模式期间，第二功率开关管13和第三功率开关管14满足零电压开关(ZVS)条件。设置第一电感22为第二功率开关管13和第三功率开关管14提供了一个软开关时间窗口。

图17是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第二能量注入模式的示意图，参考图2和图17，在t3时刻，进入第二能量注入模式，此时第二功率开关管13和第三功率开关管14已经导通，直流电UB的+端口通过B点被连接到第一变换器1的第二输出端C2，进而连接到初级谐振模块2的第二端II。直流电UB的－端口经过A点被连接到第一变换器1的第一输出端C1，进而连接到初级谐振模块2的第一端I。第一变换器1输出电流Ic从第一变换器1的第二输出端C2流出，形成初级电感电流Ip。在第二能量注入模式中，初级电感电流Ip从0负向线性上升。

图18是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第二谐振模式的示意图，参考图2和图18，在t4时刻，关断第二功率开关管13、第三功率管14，第二能量注入模式停止并进入第二谐振模式。由于所有功率开关管和所有二极管全部截止，电流不能从第一变换器1流过，初级谐振模块2开始谐振。继续参考图2，在t4时刻后，第一变换器1输出电流Ic降为0，初级电感电流Ip先以正弦形式达到负向峰值，然后从负向峰值开始正弦形式上升，初级谐振模块2的第一端I和第二端II端之间的电压Ucp也从－UB开始以正弦形式上升。在t5时刻，初级谐振模块2的第一端I和第二端II端之间的电压Ucp上升到UB，第二谐振模式结束。

图19是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的第二钳位模式的示意图，参考图2和图19，在t5时刻，初级谐振电容21的电压上升到UB，第一二极管16、第四二极管19自然导通，初级谐振模块2的第一端I和第二端II端之间的电压Ucp被钳位在UB，进入第二钳位模式。由于此刻第一电感22中还有磁场能量存在，初级电感电流Ip流经A点、第一二极管16、母线电容11、第四二极管19、B点，形成第一变换器1注入电流Ic流入第一变换器1的第一输出端C1。t5时刻后，初级电感电流Ip开始回升，在t6时刻，初级电感电流Ip回升到0，第一二极管16、第四二极管19失去导通条件而截至，退出第二钳位模式。

继续参考图19，第一二极管16与第一功率开关管12相并联，第四二极管19与第四功率开关管15相并联，即在第二钳位模式期间，第一功率开关管12和第四功率开关管15满足零电压开关(ZVS)条件。显然，设置第一电感22为第一功率开关管12和第四功率开关管15提供了一个软开关工作窗口。

图20是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第一种拓扑结构的开关控制策略示意图，参考图20，需要说明的是图13、图14、图17，图20中的g1、g4为第一功率开关管12和第四功率开关管15的控制信号；g2、g3为第二功率开关管13和第三功率开关管14的控制信号，高电平为功率开关管导通、低电平为功率开关管截止。所示开关控制策略选择方法为：

g1、g4的导通时刻选择区间[t5-t6]之间，即在第二钳位模式内，第一功率开关管12和第四功率开关管15可以软开关条件导通。g2、g 3的导通时刻选择区间[t2-t3]之间，即在第一钳位模式内，第二功率开关管13和第三功率开关管14可以软开关条件导通。g1、g4在t1时刻下降为低电平，关断第一功率开关12、第四功率开关15。g1、4导通维持时(从第一功率开关管12和第四功率开关管15导通开始到t1时刻)为导通时间1，导通时间1维持时间越长，第一能量注入模式维持时间就越长。g2、g3在t4时刻下降为低电平，关断第二功率开关13、第三功率开关14。g2、3导通高电平维持时间(第二功率开关管13和第三功率开关管14导通开始到t4时刻)为导通时间2，导通时间2维持时间越长，第二能量注入模式维持时间就越长。根据功率要求控制导通时间1和导通时间2，可控制系统功率。

图21是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的示意图，参考图21，第一变换器1包括母线电容11、第五功率开关管110和第五二极管111，第五二极管111为第五功率开关管110的体二极管。第一变换器1的+输入端与第一输出端C1直接相连、－端口与第五功率开关管110的源极相连，第五功率开关管110的漏极与第一变换器1的第一输出端C2相连。

图22是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的开关控制策略示意图，参考图22，图22中g5为第五功率开关管110的控制信号，高电平为功率开关管导通、低电平为功率开关管截止。由于第一变换器1第二种实现拓扑中只有第五功率开关管110，与图2所示波形相比，第一变换器1的第二种实现拓扑方案中只包括正向能量传输过程。

从图22中可以看到，第五功率开关管110导通时刻t4(t0)选择在第一钳位模式期间[t3，t5]，为第五功率开关管110创造软开关工作条件。当第一钳位模式在t5(t1)时刻结束后，系统自动进入第一能量注入模式。g5在t2(t6)时刻改为低电平，将第五功率开关管110截止，结束第一能量注入模式。[t4，t6]([t0，t3])是g5的导通时间3，改变导通时间3的时长可以改变第一能量注入模式维持的时长，从而控制输出功率。

图23是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的第一能量注入模式的示意图，参考图22和图23，在t5(t1)时刻系统进入第一能量注入模式，已经导通的第五功率开关管110开始流过电流，直流电UB的+端被连接到第一变换器1的第一输出端C1，进而连接到初级谐振模块2的第一端I。直流电UB的－端口通过第五功率开关管110被连接到第一变换器1的第二输出端C2，进而连接到初级谐振模块2的第二端II，第一变换器1经由第一变换器1的第一输出端C1输出电流Ic，形成初级电感电流Ip。在第一能量注入模式中，初级电感电流Ip从0开始线性上升，初级谐振模块2中的磁场能量增加。在t6(t2)时刻第五功率开关管110驱动信号g5降为低电平，第五功率开关管截止，第一能量注入模式结束。

图24是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的第一谐振模式的示意图，参考图22和图24，在t6(t2)时刻第五功率开关管110被关断，第五功率开关管110和第五二极管111都截止，电流不能从第一变换器1流过。初级谐振模块2开始谐振，形成初级谐振电容21的电流Icp。参考图22，初级电感电流Ip先正弦形式达到峰值后，从峰值正弦形式开始下降，初级谐振电容21两端的电压Ucp也从UB开始下降。在初级电感电流Ip下降到0点时刻，初级谐振电容21两端的电压Ucp下降到最低值。随着初级电感电流Ip进入负值后，初级谐振电容21两端的电压Ucp回升，当回升到UB后，第一谐振模式结束。

图25是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一变换器实现第二种拓扑结构的第一钳位模式的示意图，参考图22和图25，在t3时刻，初级谐振电容21的电压上升到Upc＝UB后，第五二极管111自然导通，初级谐振电容21的电压被钳位在Upc＝UB。此时第一电感22中磁场能量继续维持初级电感电流Ip流经第五二极管111形成电流Ic从C1端口流入。t3时刻后，初级电感电流Ip继续回升，在t5时刻，初级电感电流Ip回升至0，第五二极管111失去导通条件而截至，退出第一钳位模式。

继续参考图22，需要说明的是第五功率开关管110的驱动信号g5是在t4(t0)时刻高电平，即第五功率开关管在t0(t4)时刻就被导通，允许流过电流。但实际上第五功率开关管是在t1(t4)时刻才开始有电流流过，进入第一能量注入模式。

图26是根据本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置中第一电压采集器第一实现方案的结构示意图，参考图26，可选地，第一电压采集器24包括电压传感器241和延时模块242；电压传感器241用于采集初级谐振电容21两端的电压波形，延时模块242用于将初级谐振电容21两端的电压波形按照预设时长进行延时。

具体的，电压传感器241的两端分别连接到初级谐振模块2的第一端I和第二端II，电压传感器241用于检测初级谐振模块2中初级谐振电容21两端的电压波形。电压传感器241的输出与延时模块242连接，延时模块242用于将初级谐振电容21两端的电压波形延时一段时间，其输出送往初级控制单元，延时模块242可以由硬件构成、也可以由软件构成。

图27是根据本发明实施例提供的一种电磁感应能量传递装置用于电池充电装置的结构示意图，参考图27，电池充电装置包括第一变换器1、初级谐振模块2、次级接收线圈3和用电器4。第一电压采集器24并联在初级谐振模块2的第一端I与第二端II之间，第一电流采集器25串联在谐振模块2与第一变换器1之间。第一电压采集器24与第一电流采集器25的输出V1、I1被送往初级控制单元10。用电器4包括第二变换器44、直流负载45、第二电压采集器46、第二电流采集器47和次级控制单元48，直流负载45可以为待充电电池。第二变换器44接收由次级接收线圈3送来的交流电，并将之转换为直流电，直流电+端从端口D1输出、－端从端口D2输出。待充电电池45接收第二变换器44的直流电并进行充电。第二电压采集器46并联在待充电电池45两端，用于监测充电电压。第二电流采集器47串联在待充电电池45与第二变换器44之间，用于监测充电电流。第二电压采集器46和第二电流采集器47的输出V2、I2被送往次级控制单元48。

继续参考图27和图12，初级控制单元10和次级控制单元48之间存在通信信道，次级控制单元48将收到的V2、I2数据处理后经由通信信道送往初级控制单元，初级控制单元10根据所选择的控制策略(如图20、图22所示的控制策略)，改变导通时间1、导通时间2或导通时间3，改变第一、第二能量注入时间，从而实现电压闭环、电流闭环或者功率闭环。

需要说明的是图3-图8、图14-图19、图23-图25中流过电流的电路和元器件用加粗黑实线示意，没有流过电流的电路和元器件用细实线示意。

综合图2、图4、图7、图14－图20、图22－图25可看出：第一谐振模式与第二谐振模式维持时间与初级谐振模块2的参数相关，当参数发生变化时，第一谐振模式、第二谐振模式的维持时间相应变化，体现出本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置具有自动适应系统参数变化的能力。第一钳位模式与第二钳位模式为第一变换器1中的功率开关管提供了软开关条件，体现出第一电感22可以为第一变换器1提供合适的软开关工作范围。控制导通时间1、导通时间2的时长可以改变第一能量注入模式、第二能量注入模式维持时间，可以为本发明实施例提供的电磁感应能量传递装置提供一个方便、有效的功率控制方法。

继续参考图27，可选地，第一电压采集器24用于采集初级谐振模块2第一端I和第二端II之间的电压，第一电流采集器25用于采集第一变换器2的输出电流；第二电压采集器46用于采集直流负载45的输入电压，第二电流采集器47用于采集直流负载45的输入电流。

具体的，第一能量注入模式、第二能量注入模式的持续时间由第一电流采集器25的输出值I1、第二电压采集器46的输出值V2和第二电流采集器47的输出值I2控制，其控制原则为：

设置初级电感电流的最大值为Ipm1，当第一电流采集器25的输出值I1≥Ipm1时，减少第一能量注入模式、第二能量注入模式的持续时间，必要时停止第一能量注入模式、第二能量注入模式；利用这个控制策略，保护第一变换器1不受过电流的危害。

设次级运行电压为Vsf，当第二电压采集器46的输出值V2≥Vsf时，减少第一能量注入模式、第二能量注入模式的持续时间，必要时停止第一能量注入模式、第二能量注入模式；利用这个控制策略，实现输出电压的闭环控制。

设次级运行电流为Isf，当第二电压采集器46的输出值V2≥Isf时，减少第一能量注入模式、第二能量注入模式的持续时间，必要时停止第一能量注入模式、第二能量注入模式的持续时间；利用这个控制策略，实现输出电流的闭环控制。

设置次级输出功率为Psf，当第二电压采集器46的输出值V2与第二电流采集器47的输出值I2乘积V2×I2≥Psf时，减少第一能量注入模式、第二能量注入模式持续时间，必要时停止第一能量注入模式、第二能量注入模式的持续时间；利用这个控制策略，实现输出功率的闭环控制。

电磁感应能量传递装置工作时，第一变流器工作以导通、截止两种状态，按照变周期控制策略进行工作。在第一变流器导通时间，电流被注入初级谐振模块中的第一电感和第二电感，为初级谐振模块注入功率，电流注入时间越长，初级谐振模块获得的注入功率越大。控制第一变流器的导通时间，就可以控制注入初级谐振模块回路电流时间的长短，从而控制注入初级谐振模块回路的功率，进而控制输出功率。第一变流器截止时间由初级谐振模块的谐振频率决定，第一变流器的变周期控制策略为控制单元在获得电池组各个单体电池的电压数据后，控制第一开关单元和第二开关单元进行状态转换，形成辅助充电单元与电压最低的那个单体电池之间的辅助充电回路。电压最低的那个单体电池获得辅助充电单元提供的辅助充电电流，实现对电池组均衡控制。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤的方法可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括(但不限于)：只读内存(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁感应能量传递装置，其特征在于，包括：第一变换器、初级谐振模块、次级接收线圈和用电器；

所述第一变换器的第一输入端和第二输入端分别与直流电连接，所述第一变换器的第一输出端与所述初级谐振模块的第一端连接，所述第一变换器的第二输出端与所述初级谐振模块的第二端连接；

所述初级谐振模块包括初级谐振电容、第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感串联后与所述初级谐振电容并联于所述初级谐振模块的第一端和第二端之间；

所述第一电感中存储的磁场能量用于形成所述电磁感应能量传递装置的软开关工作条件，所述第二电感与所述次级接收线圈之间存在电磁耦合，所述次级接收线圈用于接收所述第二电感通过电磁耦合产生的电磁场能量，所述次级接收线圈还用于将所述电磁场能量转变为交变电能量并传递给所述用电器；

所述用电器用于利用所述交变电能量驱动电力装置工作；或者，所述用电器用于将所述交变电能量作为电能量进行存储；

所述电磁感应能量传递装置包括：能量注入模式、谐振模式和钳位模式；

所述能量注入模式具体为所述第一变换器通过所述初级谐振模块的第一端或第二端向所述第一电感和所述第二电感中注入电流，为所述初级谐振模块注入磁场能量；

所述谐振模式具体为所述注入初级谐振模块的能量在所述初级谐振模块中引起谐振，所述谐振模式的维持时间根据所述初级谐振模块的谐振周期确定；

所述钳位模式具体为所述第一变换器未向所述初级谐振模块注入电流情况下，所述初级谐振电容两端的电压被固定在预设电平，所述钳位模式的维持时间根据所述第一电感储存的电磁场能量确定。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁感应能量传递装置控制策略为变周期控制策略，所述变周期控制策略包括：按谐振模式、钳位模式、能量注入模式为一个周期的顺序周而复始的进行，所述谐振模式的维持时间用于跟踪所述电磁感应能量传递装置因参数变化导致的频率变化，所述钳位模式的维持时间用于为所述电磁感应能量传递装置提供软开关工作条件，所述能量注入模式的维持时间用于调节所述电磁感应能量传递装置的功率水平。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用电器包括功率单元、供电单元和控制单元；

所述功率单元的输入端与所述次级接收线圈连接，所述功率单元用于接收所述次级接收线圈提供的所述交变电能量；

所述供电单元的输入端与所述次级接收线圈连接，所述供电单元用于将所述次级接收线圈提供的所述交变电能量转换成直流电为所述控制单元提供能量；

所述控制单元用于控制所述功率单元的工作状态。

4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述用电器还包括第二变换器和直流负载；所述第二变换器用于将交流电变换为直流电，为所述直流负载提供给定方向的电流。

5.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述第一变换器包括初级控制单元，所述初级谐振模块还包括第一电压采集器和第一电流采集器，所述用电器还包括第二电压采集器、第二电流采集器和次级控制单元；

所述初级控制单元用于接收所述第一电压采集器的输出信号和第一电流采集器的输出信号，所述次级控制单元用于接收第二电压采集器的输出信号和第二电流采集器的输出信号；所述初级控制单元与所述次级控制单元之间通过通讯信道连接，所述通讯信道用于所述初级控制单元与所述次级控制单元之间的信息交换。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述初级谐振模块和所述次级接收线圈构成磁电系统，所述磁电系统满足预设条件时，所述第一电感使用所述磁电系统的初级漏感替代。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一电压采集器包括电压传感器和延时模块；所述电压传感器用于采集所述初级谐振电容两端的电压波形，所述延时模块用于将所述初级谐振电容两端的电压波形按照预设时长进行延时。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述初级谐振模块的谐振周期根据所述第一电压采集器确定。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一变换器包括至少一个一个功率开关器件；

所述第一变换器用于关断状态下控制电流截止，所述第一变换器用于导通状态下控制电流流通，所述第一变换器在所述钳位模式中由关断状态切换为导通状态。

10.根据权利要求1-7中任一所述的装置，其特征在于，所述第一电压采集器用于采集所述初级谐振模块第一端和第二端之间的电压，所述第一电流采集器用于采集所述第一变换器的输出电流；所述第二电压采集器用于采集所述直流负载的输入电压，所述第二电流采集器用于采集所述直流负载的输入电流。

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