CN117394554A - 无线充电系统及其控制方法和控制装置、电子设备 - Google Patents

无线充电系统及其控制方法和控制装置、电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN117394554A
CN117394554A CN202210794660.6A CN202210794660A CN117394554A CN 117394554 A CN117394554 A CN 117394554A CN 202210794660 A CN202210794660 A CN 202210794660A CN 117394554 A CN117394554 A CN 117394554A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
network
switching tube
wireless charging
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210794660.6A
Other languages
English (en)
Inventor
方洁
田晨
曾得志
曲春营
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Original Assignee
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd filed Critical Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority to CN202210794660.6A priority Critical patent/CN117394554A/zh
Publication of CN117394554A publication Critical patent/CN117394554A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/4815Resonant converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无线充电系统及其控制方法和控制装置、电子设备,其中,所述无线充电系统包括依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络,所述方法包括:获取逆变网络的输入电压和谐振网络的输入电流;根据输入电压确定参考电压,参考电压为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压;根据输入电流确定实际电压,实际电压为输入电流的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压;根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号;根据驱动信号对开关管进行驱动控制。该方法基于参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。

Description

无线充电系统及其控制方法和控制装置、电子设备
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域,尤其涉及一种无线充电系统的控制方法、一种无线充电系统的控制装置、一种无线充电系统和一种电子设备。
背景技术
为了提高由全桥逆变+双边LCC型谐振网络+全桥整流构成的中大功率系统的效率,需要减小系统中无源器件的体积,因此需要进一步提高开关频率。而随着开关频率的提高,若开关管工作在硬开关状态,则开关损耗会随之增加,从而需要实现开关管的软开关。相关技术中,双边LCC型结构实现ZVS(Zero Voltage Switching,零电压开关)的方法主要包括三类:1)逆变器的频率调制控制策略;2)逆变器的移相控制策略;3)谐振网络中谐振元件的参数优化设计策略。
但上述技术方案,存在以下缺点:
1.逆变器的频率调制控制策略,在较高频率下会受到器件工作特性的限制,难以进行实时控制;
2.逆变器的移相控制策略,或谐振网络中谐振元件的参数优化设计策略,很难保证能够自适应不同负载条件下的软开关工作情况。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种无线充电系统的控制方法,基于参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
本发明的第二个目的在于提出一种无线充电系统的控制装置。
本发明的第三个目的在于提出一种无线充电系统。
本发明的第四个目的在于提出一种电子设备。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种无线充电系统的控制方法,无线充电系统包括依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络,该方法包括:获取逆变网络的输入电压和谐振网络的输入电流;根据输入电压确定参考电压,参考电压为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压;根据输入电流确定实际电压,实际电压为输入电流的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压;根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号;根据驱动信号对开关管进行驱动控制。
根据本发明实施例的无线充电系统的控制方法,首先,获取逆变网络的输入电压和谐振网络的输入电流,并根据输入电压确定参考电压,参考电压为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压,根据输入电流确定实际电压,实际电压为输入电流的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压,然后,根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号,根据驱动信号对开关管进行驱动控制。该方法基于参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
另外,根据本发明上述实施例的无线充电系统的控制方法,还可以具有如下的附加技术特征:
根据本发明的一个实施例,根据输入电压确定参考电压,包括:根据输入电压、谐振网络的输入电流关于移相角的表达式以及开关管零电压关断的约束条件确定参考移相角;根据参考移相角以及谐振网络的输入电流滞后谐振网络的输入电压的相位确定滞后时间的参考占空比;根据参考占空比确定参考电压。
根据本发明的一个实施例,通过下述方式确定参考移相角:
其中,Coss为开关管的结电容,tdead为开关管的死区时间,Vin为输入电压,iAB(0)为零时刻谐振网络的输入电流关于移相角的表达式,A1为谐振网络的输入电压的基波幅值,K为系数,ωs为谐振网络的谐振频率,Ts为逆变网络的开关周期,γ为相位,为参考移相角。
根据本发明的一个实施例,通过下述方式确定滞后时间的参考占空比:
其中,γ为相位,为参考移相角,Dzero为参考占空比。
根据本发明的一个实施例,根据输入电流确定实际电压,包括:对输入电流进行过零检测以确定输入电流的过零时刻;根据过零时刻和滞后开关管的开通时刻确定滞后时间;确定滞后时间的占空比所对应的电压得到实际电压。
根据本发明的一个实施例,根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号,包括:获取参考电压与实际电压之间的电压差值;对电压差值进行PI(Proportion-Integration,比例积分)调节得到移相脉冲信号;基于移相脉冲信号的上升沿和下降沿确定第一时钟信号和第二时钟信号;根据第一时钟信号和第二时钟信号生成驱动信号。
根据本发明的一个实施例,根据第一时钟信号和第二时钟信号生成驱动信号,包括:根据第一时钟信号生成第一三角波载波,第一三角波载波的幅值等于第一电压,第一电压根据参考电压和参考移相角确定;将第一三角波载波的幅值与第一电压的二分之一进行比较;根据比较结果和第一时钟信号生成滞后开关管的驱动信号。
根据本发明的一个实施例,根据第一时钟信号和第二时钟信号生成驱动信号,还包括:根据第二时钟信号生成第二三角波载波,第二三角波载波的幅值等于第一电压;将第二三角波载波的幅值与第一电压的二分之一进行比较;根据比较结果和第二时钟信号生成谐振网络中超前开关管的驱动信号。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种无线充电系统的控制装置,无线充电系统包括依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络,装置包括:采样单元,用于获取逆变网络的输入电压和谐振网络的输入电流;处理单元,用于根据输入电压确定参考电压,并根据输入电流确定实际电压,以及根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号,其中,参考电压为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压,实际电压为输入电流的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压;驱动控制单元,用于根据驱动信号对开关管进行驱动控制。
根据本发明实施例的无线充电系统的控制装置,通过采样单元获取逆变网络的输入电压和谐振网络的输入电流,处理单元根据输入电压确定参考电压,并根据输入电流确定实际电压,以及根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号,其中,参考电压为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压,实际电压为输入电流的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压,驱动控制单元根据驱动信号对开关管进行驱动控制。由此,该装置基于参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
另外,根据本发明上述实施例的无线充电系统的控制装置,还可以具有如下的附加技术特征:
根据本发明的一个实施例,处理单元包括:移相信号产生电路,用于根据输入电流确定实际电压,并根据参考电压和实际电压生成第一时钟信号和第二时钟信号;滞后桥臂产生电路,用于根据第一时钟信号生成滞后开关管的驱动信号;超前桥臂产生电路,用于根据第二时钟信号生成逆变网络中超前开关管的驱动信号。
根据本发明的一个实施例,移相信号产生电路包括:第一运放电路,用于对输入电流进行隔离放大;第一比较电路,用于将隔离放大后的输入电流与零进行比较,以获得输入电流的过零时刻;提取电路,用于根据过零时刻和滞后开关管的开通时刻提取滞后时间;电压转换电路,用于对滞后时间进行转换得到实际电压;调节电路,用于获取参考电压与实际电压之间的电压差值,并对电压差值进行PI调节得到移相脉冲信号;移相时钟产生电路,用于基于移相脉冲信号的上升沿和下降沿生成第一时钟信号和第二时钟信号。
根据本发明的一个实施例,第一运放电路包括:第一放大器,第一放大器的负输入端用于输入输入电流,第一放大器的正输入端接地,第一放大器的输出端与第一比较电路相连;第一电阻,第一电阻串联在第一放大器的负输入端和输出端之间。
根据本发明的一个实施例,第一比较电路包括:第二电阻,第二电阻的一端与第一运放电路相连;第一比较器,第一比较器的负输入端与第二电阻的另一端相连,第一比较器的正输入端接地,第一比较器的输出端与提取电路相连;第三电阻,第三电阻串联在第一比较器的负输入端和输出端之间。
根据本发明的一个实施例,电压转换电路包括:第四电阻,第四电阻的一端与提取电路相连,第四电阻的另一端与调节电路相连;第一电容,第一电容串联在第四电阻的另一端和地之间。
根据本发明的一个实施例,调节电路包括:第五电阻,第五电阻的一端与电压转换电路相连;第二放大器,第二放大器的负输入端与第五电阻的另一端相连,第二放大器的正输入端用于输入参考电压;第六电阻和第二电容,第六电阻和第二电容串联在第二放大器的负输入端和输出端之间;第二比较器,第二比较器的负输入端与第二放大器的输出端相连,第二比较器的正输入端用于输入参考三角波载波,第二比较器的输出端与移相时钟产生电路相连。
根据本发明的一个实施例,滞后桥臂产生电路包括:第一三角波产生电路,用于根据第一时钟信号生成第一三角波载波,第一三角波载波的幅值等于第一电压,第一电压根据参考电压和参考移相角确定;第三比较器,第三比较器的负输入端用于输入第一电压的二分之一,第三比较器的正输入端与第一三角波产生电路相连,用于对第一三角波载波的幅值与第一电压的二分之一进行比较;第一触发器,第一触发器的第一输入端与第三比较器的输出端相连,第一触发器的第二输入端用于输入第一时钟信号,用于根据比较结果和第一时钟信号生成滞后开关管的驱动信号。
根据本发明的一个实施例,超前桥臂产生电路包括:第二三角波产生电路,用于根据第二时钟信号生成第二三角波载波,第二三角波载波的幅值等于第一电压;第四比较器,第四比较器的负输入端用于输入第一电压的二分之一,第四比较器的正输入端与第二三角波产生电路相连,用于对第二三角波载波的幅值与第一电压的二分之一进行比较;第二触发器,第二触发器的第一输入端与第三比较器的输出端相连,第二触发器的第二输入端用于输入第二时钟信号,用于根据比较结果和第二时钟信号生成超前开关管的驱动信号。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种无线充电系统,包括:依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络、以及上述的无线充电系统的控制装置,无线充电系统的控制装置用于对逆变网络中的开关管进行控制,以使逆变网络将输入的直流电源转换为交流电信号,谐振网络将交流电信号从原边耦合传递到副边,整流网络对谐振网络耦合传递到副边的交流电信号进行整流,以给负载充电。
根据本发明实施例的无线充电系统,通过上述的无线充电系统的控制装置对逆变网络中的开关管进行控制,以使逆变网络将输入的直流电源转换为交流电信号,谐振网络将交流电信号从原边耦合传递到副边,整流网络对谐振网络耦合传递到副边的交流电信号进行整流,以给负载充电。由此,该无线充电系统基于上述的无线充电系统的控制装置,根据参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
为达到上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种电子设备,包括上述的无线充电系统。
根据本发明实施例的电子设备,基于上述的无线充电系统,根据无参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的无线充电系统的控制方法的流程图;
图2为根据本发明一个实施例的无线充电系统的示意图;
图3为根据本发明一个实施例的双边LCC谐振网络的示意图;
图4为根据本发明一个实施例的无线充电系统中的波形示意图;
图5为根据本发明一个实施例的实际电压确定电路图;
图6为根据本发明一个实施例的时钟信号产生电路图;
图7为根据本发明一个实施例的滞后开关管的驱动信号产生电路图;
图8为根据本发明一个实施例的超前开关管的驱动信号产生电路图;
图9为根据本发明实施例的无线充电系统的控制装置的方框示意图;
图10为根据本发明实施例的无线充电系统的方框示意图;
图11为根据本发明实施例的电子设备的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例提出的无线充电系统的控制方法、无线充电系统的控制装置、无线充电系统和电子设备。
图1为根据本发明实施例的无线充电系统的控制方法的流程图。
在本发明的一个实施例中,如图2所示,该无线充电系统包括依次连接的逆变网络10、双边LCC谐振网络20和整流网络30。
具体地,以图2为例,以直流电压源Vin作为逆变网络10的输入电源。逆变网络10的输入端与直流电压源Vin相连,逆变网络10采用开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4组成的全桥逆变网络,其中开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4的栅极分别连接控制信号,开关管Q1和开关管Q3的漏极连接直流电压源Vin的正极,开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极相连并形成节点A,开关管Q3的源极与开关管Q4的漏极相连并形成节点B,开关管Q2和开关管Q4的源极连接直流电压源Vin的负极。此外,开关管Q1的漏极与源极之间并联有二极管D1和电容C1,二极管D1的阳极连接开关管Q1的源极,阴极连接开关管Q1的漏极,开关管Q2的漏极与源极之间并联有二极管D2和电容C2,开关管Q3的漏极与源极之间并联有二极管D3和电容C3,开关管Q4的漏极与源极之间并联有二极管D4和电容C4,连接方式同上述开关管Q1与二极管D1和电容C1的连接,此处不再赘述。
上述节点A和节点B为逆变网络10的输出端,与双边LCC谐振网络20相连。双边LCC谐振网络20包括滤波电感Lf1、滤波电容Cf1、原边谐振电容Cp、原边谐振电感Lp、原边谐振电阻Rp、副边谐振电感Ls、副边谐振电容Cs、副边滤波电感Lf2、副边滤波电容Cf2和副边谐振电阻Rs。其中,滤波电感Lf1的一端连接节点A,另一端连接滤波电容Cf1的一端和原边谐振电容Cp的一端,滤波电容Cf1的另一端与节点B相连,原边谐振电容Cp的另一端连接原边谐振电感Lp的一端,原边谐振电感Lp的另一端与原边谐振电阻Rp的一端相连,原边谐振电阻Rp的另一端与节点B相连,双边LCC谐振网络20的副边副边滤波电感Lf2的两端分别连接副边谐振电容Cs和副边谐振电阻Rs的一端,副边谐振电容Cs的另一端连接副边滤波电感Lf2的一端和副边滤波电容Cf2一端,副边滤波电感Lf2的另一端作为双边LCC谐振网络20的一个输出端,副边滤波电容Cf2的另一端与副边谐振电阻Rs的另一端相连,作为双边LCC谐振网络20的另一个输出端。
上述双边LCC谐振网络20的输出端与整流网络30相连。其中,整流网络30采用二极管DR1、二极管DR2、二极管DR3和二极管DR4、构成的全桥整流网络,其中,二极管DR1的阳极与二极管DR2的阴极相连形成节点C,二极管DR3的阳极与二极管DR4的阴极相连形成节点D,双边LCC谐振网络20的副边滤波电感Lf2的另一端连接节点C,副边滤波电容Cf2的另一端连接节点D。
由于后级电路通常接电荷泵或BUCK-BOOST charger对电池进行可控充电,大部分时间电机处于恒流充电阶段,电池电压缓慢上升,因此输出后级负载可简化为阻值可随时间变化的纯阻性负载,便于系统数学建模分析,该系统以电阻RLd作为输出负载。此时电阻RLd的两端分别连接二极管DR1的阴极与二极管DR2的阳极,并并联有电容C0,此处以电压V0表示输出至负载的电压。
需要说明的是,除上述直接采用直流电压源Vin作为逆变网络10的输入电源的设置方式外,还可以采用从电网工频交流电到输入电源之间设置AC-DC(Alternating Current-Direct Current,交流电转换为直流电)交换器,将电网工频交流电通过AC-DC交换器转换为直流电,以此作为逆变网络10的输入电源,通常这部分电路集成在适配器中,此处不做分析。
在运行过程中,直流电压源Vin输出的直流电通过全桥逆变网络将其进行逆变转换为交流电并送入双边LCC谐振网络中,双边LCC谐振网络将交流电从原边耦合传递到副边,全桥整流网络对耦合传递至副边的交流电信号进行整流,并输出稳定直流电压给后级负载即负载电阻RLd
上述双边LCC谐振网络的基本拓扑图如图3所示,若该无线充电系统处于谐振状态下,即滤波电感Lf1和滤波电容Cf1满足其中,ωs为谐振频率,副边滤波电感Lf2、副边滤波电容Cf2满足/>副边谐振电容Cs满足ZsjwsCf2+1=0,其中,Zs为副边阻抗,由副边滤波电感Lf2、副边谐振电容Cs和副边谐振电感Ls组成,由于副边滤波电感Lf2较小,因此公式ZssCf2+1=0中对其忽略。此时,该双边LCC谐振网络的原边电流Ip、副边电流Is和输入电流iAB和输出电流iac可以表示为:
其中,M为原边谐振电感Lp与副边谐振电感Ls之间的互感。
根据公式(4)可知,当无线充电系统处于谐振状态下时,双边LCC谐振网络的输出电流iac恒流输出,与负载电阻RLd无关,该系统支持多副边线圈无线系统。基于上述系统,本发明提出了一种无线充电系统的控制方法,通过输出驱动信号以控制逆变网络中开关管的通断,以保证开关管软开关处于最优状态。
如图1所示,本发明的一种无线充电系统的控制方法,可包括以下步骤:
S1,获取逆变网络的输入电压Vin和谐振网络的输入电流iAB
S2,根据输入电压Vin确定参考电压Vref_c,参考电压Vref_c为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压;
S3,根据输入电流iAB确定实际电压Vzero,实际电压Vzero为输入电流iAB的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压;
S4,根据参考电压Vref_c和实际电压Vzero生成逆变网络中开关管的驱动信号;
S5,根据驱动信号对开关管进行驱动控制。
具体地,首先对逆变网络的输入电压Vin和谐振网络的输入电流iAB,根据逆变网络的输入电压Vin来计算满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压,作为参考电压Vref_c,根据谐振网络的输入电流iAB确定其过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压,作为实际电压Vzero,然后根据参考电压Vref_c和实际电压Vzero计算得到用于控制逆变网络中开关管的驱动信号,根据该驱动信号对开关管进行控制,由此,该控制方法可以基于输入电压Vin计算的参考电压Vref_c和输入电流iAB确定的实际电压Vzero,确定开关管的驱动信号,易于实现对开关管的实时控制,即使在不同负载条件下的软开关工作情况,都可保证开关管软开关处于最优状态,减小逆变网络中开关管的开关损害,同时保证系统的PF(PageFile,虚拟内存)值最优。在本发明的一个实施例中,根据输入电压Vin确定参考电压Vref_c,包括:
S21,根据输入电压Vin、谐振网络的输入电流关于移相角的表达式iAB(0)以及开关管零电压关断的约束条件确定参考移相角
具体地,以图2为例,逆变网络中的开关管Q1和开关管Q2互补导通,开关管Q3和开关管Q4互补导通,如图4所示,开关管Q1和开关管Q4之间存在相位角且逆变网络的输入电压为Vin,此时,逆变网络的输出电压即谐振网络的输入电压vAB关于时间t的函数可以表示为:
其中,vAB为逆变网络的输出电压即谐振网络的输入电压,Vin为逆变网络的输入电压,Ts为逆变网络的开关周期,为参考移相角。
根据公式(5)的vAB(t),对其进行傅里叶分解,只考虑基波分量,可以得到:
其中,A1为谐振网络的输入电压的基波幅值,ωs为谐振网络的谐振频率,为参考移相角,Ts为逆变网络的开关周期。
将公式(6)代入公式(3)可以得到谐振网络的输入电流iAB关于移相角的表达式:
其中,A1为谐振网络的输入电压的基波幅值,K为系数,ωs为谐振网络的谐振频率,Ts为逆变网络的开关周期,γ为相位,为参考移相角。
上述系数K表达式分别为:
上述和相位γ的表达式为:
假设t=0时刻为开关管Q1的开通时刻,此时需要保证iAB(0)满足在开关管开通之前使得结电容充放电完全,开关管体二极管自然导通,开关管开通时则可以实现ZVS,即:
其中,Coss为开关管的结电容,tdead为开关管的死区时间,Vin为输入电压,iAB(0)为零时刻谐振网络的输入电流关于移相角的表达式。
将t=0代入公式(7)可得,零时刻谐振网络的输入电流关于移相角的表达式:
由此,在本发明的一个实施例中,通过下述方式确定参考移相角
其中,Coss为开关管的结电容,tdead为开关管的死区时间,Vin为输入电压,iAB(0)为零时刻谐振网络的输入电流关于移相角的表达式,A1为谐振网络的输入电压的基波幅值,K为系数,ωs为谐振网络的谐振频率,Ts为逆变网络的开关周期,γ为相位,为参考移相角。
具体地,为了防止输入电流iAB过度呈现感性使得谐振频率值相对较小,因此公式(12)中尽可能取等号,然后根据公式计算得到参考相位角
S22,根据参考移相角以及谐振网络的输入电流iAB滞后谐振网络的输入电压Vin的相位γ确定滞后时间的参考占空比Dzero
根据本发明的一个实施例,通过下述方式确定滞后时间的参考占空比Dzero
其中,γ为相位,为参考移相角,Dzero为参考占空比。
具体地,为了实现ZVS,以Dzero来表示表达公式(12)中的即获得开关管Q1滞后开关管Q4的滞后时间的参考占空比Dzero,获得公式(13),从而根据上述计算获得的参考移相角/>代入公式(13),计算得到参考占空比Dzero
S23,根据参考占空比Dzero确定参考电压Vref_c
根据本发明的一个实施例,根据输入电流iAB确定实际电压Vzero,包括:输入电流iAB进行过零检测以确定输入电流iAB的过零时刻;根据过零时刻和滞后开关管的开通时刻确定滞后时间;确定滞后时间的占空比所对应的电压得到实际电压Vzero
具体地,以图5为例,通过如图5所示的第一运放电路40、第一比较电路50、提取电路60和电压转换电路70对采样获得的输入电流iAB进行信号处理,从而获得相对应的实际电压Vzero。如图5所示,第一放大器AMP1和第一电阻R1组成第一运放电路40,输入电流iAB输入第一放大器AMP1的负输入端,第一放大器AMP1的正输入端接地,第一电阻R1串联在第一放大器AMP1的负输入端和输出端之间。第一放大器AMP1的输出端通过第二电阻R2连接第一比较器CMP1的负输入端,第一比较器CMP1的正输入端接地,第一比较器CMP1的负输入端和输出端之间串联有第三电阻R3,第一比较器CMP1的输出端连接提取电路60的输入端,提取电路的输出端连接电压转换电路70中的第四电阻R4,第四电阻R4的另一端与电压转换电路70的第一电容C1相连,并作为电压转换电路70的输出端,输出实际电压Vzero
在应用过程中,首先,输入电流iAB通过第一运放电路40进行隔离放大,隔离放大后的输入电流iAB输入通过第一比较电路50与0进行比较,当输入隔离放大后的输入电流iAB大于0时,输出低电平,当输入隔离放大后的输入电流iAB小于0时,输出高电平,由此得到脉冲信号Vcomp,获得输入电流iAB的过零时刻,提取电路40根据过零时刻和滞后开关管的开通时刻提取滞后时间,确定滞后时间的占空比,输出相应的脉冲信号Qzero,脉冲信号Qzero通过电压转换电路70对滞后时间进行转换得到实际电压Vzero。由此,通过对输入电流iAB进行采样,得到开关管Q1开通之后输入电流iAB过负的时间,以此作为确定输入电流iAB的过零时刻,以该滞后时间所对应的占空比确定实际电压Vzero
下面对根据参考电压Vref_c和实际电压Vzero生成逆变网络中开关管的驱动信息的方法进行详细说明。
在本发明的一个实施例中,根据参考电压Vref_c和实际电压Vzero生成逆变网络中开关管的驱动信号,包括:获取参考电压Vref_c与实际电压Vzero之间的电压差值;对电压差值进行PI调节得到移相脉冲信号;基于移相脉冲信号的上升沿和下降沿确定第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2;根据第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2生成驱动信号。
如图6所示,输入电流iAB确定的实际电压Vzero和输入电压Vin确定的参考电压Vref_c首先输入调节电路80,调节电路80获取参考电压Vref_c与实际电压Vzero之间的电压差值,并对电压差值进行PI调节得到移相脉冲信号,然后,移相时钟产生电路90基于移相脉冲信号的上升沿和下降沿生成第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2。
具体地,实际电压Vzero通过电阻输入调节电路80的第二放大器AMP2的负输入端,参考电压Vref_c输入第二放大器AMP2的正输入端,第二放大器AMP2的输出端输出的信号Verror输入第二比较器CMP2的负输入端,第二比较器CMP2的正输入端输入参考三角载波Vsaw,由此,通过第二比较器CMP2的输出端输出移相脉冲信号,移相时钟产生电路90基于移相脉冲信号的上升沿生成第一时钟信号CLK1,基于移相脉冲信号的下降沿生成第二时钟信号CLK2。
根据本发明的一个实施例,根据第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2生成驱动信号,包括:根据第一时钟信号CLK1生成第一三角波载波Vsaw1,第一三角波载波Vsaw1的幅值等于第一电压VM,第一电压VM根据参考电压Vref_c和参考移相角确定;将第一三角波载波Vsaw1的幅值与第一电压VM的二分之一进行比较;根据比较结果和第一时钟信号CLK1生成滞后开关管的驱动信号。
具体地,第一电压VM可根据公式计算得到,其中,/>为参考移相角,Vref_c为根据输入电压Vin确定参考电压。如图7所示,第一时钟信号CLK1输入通过第一三角波产生电路产生幅值等于第一电压VM的第一三角波载波Vsaw1,第一三角波载波Vsaw1输入第三比较器CMP3的正输入端,/>输入第三比较器CMP3的负输入端,第三比较器CMP3的输出端输出比较信号至第一触发器1#的第一输入端R,第一时钟信号CLK1输入第一触发器1#第二输入端S,第一触发器1#根据比较结果和第一时钟信号CLK1生成滞后开关管的驱动信号Q1和Q2。
根据本发明的一个实施例,根据第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2生成驱动信号,还包括:根据第二时钟信号CLK2生成第二三角波载波Vsaw2,第二三角波载波Vsaw2的幅值等于第一电压VM;将第二三角波载波Vsaw2的幅值与第一电压VM的二分之一进行比较;根据比较结果和第二时钟信号CLK2生成谐振网络中超前开关管的驱动信号。
如图8所示,第二时钟信号CLK2输入通过第二三角波产生电路产生幅值等于第一电压VM的第二三角波载波Vsaw2,第二三角波载波Vsaw2输入第四比较器CMP4的正输入端,输入第四比较器CMP4的负输入端,第四比较器CMP4的输出端输出比较信号至第二触发器2#的第一输入端R,第二时钟信号CLK2输入第二触发器2#第二输入端S,第二触发器2#根据比较结果和第二时钟信号CLK2生成超前开关管的驱动信号Q3和Q4。
由此,上述滞后开关管的驱动信号Q1输入逆变网络的开关管Q1的控制端,滞后开关管的驱动信号Q2输入逆变网络的开关管Q2的控制端,超前开关管的驱动信号Q3输入逆变网络的开关管Q3的控制端,超前开关管的驱动信号Q4输入逆变网络的开关管Q4的控制端,从而根据驱动信号Q1、Q2、Q3、Q4对逆变网络中的开关管进行驱动控制。
进一步地,上述无线充电系统的控制方法中分析了适用于中高功率下双边LCC型谐振网络的最优参数设计,并在此前提下分析了逆变网络中开关管存在移相角时对应的输入电流和输入电压的关系,为了实现开关管的ZVS,并对该移相角应该满足的条件进行定量分析,通过分析开关管桥臂存在移相角时实现软开关所需条件,对控制环路设计提供了理论依据。同时,该方法为了实现开关管软开关,在最优参数的前提下提出了TX(Transmitter,发射端)端环路控制方式,可以实时地对系统实现ZVS所需的条件进行及时调整,从而保证软开关实现处于最优状态,由此,该TX端环路控制方式可以保证软开关始终处于最优状态,可以在减小开关管的开关损耗的前提下保证系统的PF值最优。
综上所述,根据本发明实施例的无线充电系统的控制方法,首先,获取逆变网络的输入电压和谐振网络的输入电流,并根据输入电压确定参考电压,参考电压为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压,根据输入电流确定实际电压,实际电压为输入电流的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压,然后,根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号,根据驱动信号对开关管进行驱动控制。该方法基于参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
对应上述实施例,本发明还提出了一种无线充电系统的控制装置。
图9为本发明实施例的无线充电系统的控制装置的方框示意图。
在本发明的一个实施例中,无线充电系统包括依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络。
如图9所示,该无线充电系统的控制装置包括:采样单元100、处理单元200和驱动控制单元300。
其中,采样单元100用于获取逆变网络的输入电压和谐振网络的输入电流。处理单元200用于根据输入电压确定参考电压,并根据输入电流确定实际电压,以及根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号,其中,参考电压为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压,实际电压为输入电流的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压。驱动控制单元300用于根据驱动信号对开关管进行驱动控制。
根据本发明的一个实施例,处理单元200包括:移相信号产生电路,用于根据输入电流确定实际电压,并根据参考电压和实际电压生成第一时钟信号和第二时钟信号;滞后桥臂产生电路,用于根据第一时钟信号生成滞后开关管的驱动信号;超前桥臂产生电路,用于根据第二时钟信号生成逆变网络中超前开关管的驱动信号。
根据本发明的一个实施例,移相信号产生电路包括:第一运放电路,用于对输入电流进行隔离放大;第一比较电路,用于将隔离放大后的输入电流与零进行比较,以获得输入电流的过零时刻;提取电路,用于根据过零时刻和滞后开关管的开通时刻提取滞后时间;电压转换电路,用于对滞后时间进行转换得到实际电压;调节电路,用于获取参考电压与实际电压之间的电压差值,并对电压差值进行PI调节得到移相脉冲信号;移相时钟产生电路,用于基于移相脉冲信号的上升沿和下降沿生成第一时钟信号和第二时钟信号。
根据本发明的一个实施例,第一运放电路包括:第一放大器,第一放大器的负输入端用于输入输入电流,第一放大器的正输入端接地,第一放大器的输出端与第一比较电路相连;第一电阻,第一电阻串联在第一放大器的负输入端和输出端之间。
根据本发明的一个实施例,第一比较电路包括:第二电阻,第二电阻的一端与第一运放电路相连;第一比较器,第一比较器的负输入端与第二电阻的另一端相连,第一比较器的正输入端接地,第一比较器的输出端与提取电路相连;第三电阻,第三电阻串联在第一比较器的负输入端和输出端之间。
根据本发明的一个实施例,电压转换电路包括:第四电阻,第四电阻的一端与提取电路相连,第四电阻的另一端与调节电路相连;第一电容,第一电容串联在第四电阻的另一端和地之间。
根据本发明的一个实施例,调节电路包括:第五电阻,第五电阻的一端与电压转换电路相连;第二放大器,第二放大器的负输入端与第五电阻的另一端相连,第二放大器的正输入端用于输入参考电压;第六电阻和第二电容,第六电阻和第二电容串联在第二放大器的负输入端和输出端之间;第二比较器,第二比较器的负输入端与第二放大器的输出端相连,第二比较器的正输入端用于输入参考三角波载波,第二比较器的输出端与移相时钟产生电路相连。
根据本发明的一个实施例,滞后桥臂产生电路包括:第一三角波产生电路,用于根据第一时钟信号生成第一三角波载波,第一三角波载波的幅值等于第一电压,第一电压根据参考电压和参考移相角确定;第三比较器,第三比较器的负输入端用于输入第一电压的二分之一,第三比较器的正输入端与第一三角波产生电路相连,用于对第一三角波载波的幅值与第一电压的二分之一进行比较;第一触发器,第一触发器的第一输入端与第三比较器的输出端相连,第一触发器的第二输入端用于输入第一时钟信号,用于根据比较结果和第一时钟信号生成滞后开关管的驱动信号。
根据本发明的一个实施例,超前桥臂产生电路包括:第二三角波产生电路,用于根据第二时钟信号生成第二三角波载波,第二三角波载波的幅值等于第一电压;第四比较器,第四比较器的负输入端用于输入第一电压的二分之一,第四比较器的正输入端与第二三角波产生电路相连,用于对第二三角波载波的幅值与第一电压的二分之一进行比较;第二触发器,第二触发器的第一输入端与第三比较器的输出端相连,第二触发器的第二输入端用于输入第二时钟信号,用于根据比较结果和第二时钟信号生成超前开关管的驱动信号。
需要说明的是,本发明实施例的无线充电系统的控制装置中未披露的细节,请参照本发明上述实施例的无线充电系统的控制方法中所披露的细节,具体这里不再赘述。
根据本发明实施例的无线充电系统的控制装置,无线充电系统包括依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络,控制装置通过采样单元获取逆变网络的输入电压和谐振网络的输入电流,处理单元根据输入电压确定参考电压,并根据输入电流确定实际电压,以及根据参考电压和实际电压生成逆变网络中开关管的驱动信号,其中,参考电压为满足逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压,实际电压为输入电流的过零时刻滞后逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压,驱动控制单元根据驱动信号对开关管进行驱动控制。由此,该装置基于参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
对应上述实施例,本发明还提出了一种无线充电系统。
图10为根据本发明实施例的无线充电系统的方框示意图。
如图10所示,本发明实施例的无线充电系统包括:依次连接的逆变网络400、双边LCC谐振网络500和整流网络600、以及上述的无线充电系统的控制装置700,控制装置700用于对逆变网络400中的开关管进行控制,以使逆变网络400将输入的直流电源转换为交流电信号,双边LCC谐振网络500将交流电信号从原边耦合传递到副边,整流网络600对谐振网络耦合传递到副边的交流电信号进行整流,以给负载充电。
根据本发明实施例的无线充电系统,通过上述的控制装置对逆变网络中的开关管进行控制,以使逆变网络将输入的直流电源转换为交流电信号,谐振网络将交流电信号从原边耦合传递到副边,整流网络对谐振网络耦合传递到副边的交流电信号进行整流,以给负载充电。该无线充电系统基于上述的无线充电系统的控制装置,根据参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
对应上述实施例,本发明还提出了一种电子设备。
图11为根据本发明实施例的电子设备的方框示意图。
如图11所示,本发明实施例的电子设备1000包括上述的无线充电系统1100。
根据本发明实施例的电子设备,基于上述的无线充电系统,根据无参考电压和实际电压生成开关管的驱动信号,可实现对逆变网络的开关管的实时控制,保证开关管软开关处于最优状态。
需要说明的是,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种无线充电系统的控制方法,其特征在于,所述无线充电系统包括依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络,所述方法包括:
获取所述逆变网络的输入电压和所述谐振网络的输入电流;
根据所述输入电压确定参考电压,所述参考电压为满足所述逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压;
根据所述输入电流确定实际电压,所述实际电压为所述输入电流的过零时刻滞后所述逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压;
根据所述参考电压和所述实际电压生成所述逆变网络中开关管的驱动信号;
根据所述驱动信号对所述开关管进行驱动控制。
2.根据权利要求1所述的无线充电系统的控制方法,其特征在于,根据所述输入电压确定参考电压,包括:
根据所述输入电压、所述谐振网络的输入电流关于移相角的表达式以及所述开关管零电压关断的约束条件确定参考移相角;
根据所述参考移相角以及所述谐振网络的输入电流滞后所述谐振网络的输入电压的相位确定所述滞后时间的参考占空比;
根据所述参考占空比确定所述参考电压。
3.根据权利要求2所述的无线充电系统的控制方法,其特征在于,通过下述方式确定所述参考移相角:
其中,Coss为所述开关管的结电容,tdead为所述开关管的死区时间,Vin为所述输入电压,iAB(0)为零时刻所述谐振网络的输入电流关于移相角的表达式,A1为所述谐振网络的输入电压的基波幅值,K为系数,ωs为所述谐振网络的谐振频率,Ts为所述逆变网络的开关周期,γ为所述相位,为所述参考移相角。
4.根据权利要求2所述的无线充电系统的控制方法,其特征在于,通过下述方式确定所述滞后时间的参考占空比:
其中,γ为所述相位,为所述参考移相角,Dzero为所述参考占空比。
5.根据权利要求1所述的无线充电系统的控制方法,其特征在于,根据所述输入电流确定实际电压,包括:
对所述输入电流进行过零检测以确定所述输入电流的过零时刻;
根据所述过零时刻和所述滞后开关管的开通时刻确定所述滞后时间;
确定所述滞后时间的占空比所对应的电压得到所述实际电压。
6.根据权利要求2所述的无线充电系统的控制方法,其特征在于,根据所述参考电压和所述实际电压生成所述逆变网络中开关管的驱动信号,包括:
获取所述参考电压与所述实际电压之间的电压差值;
对所述电压差值进行PI调节得到移相脉冲信号;
基于所述移相脉冲信号的上升沿和下降沿确定第一时钟信号和第二时钟信号;
根据所述第一时钟信号和所述第二时钟信号生成所述驱动信号。
7.根据权利要求6所述的无线充电系统的控制方法,其特征在于,根据所述第一时钟信号和所述第二时钟信号生成所述驱动信号,包括:
根据所述第一时钟信号生成第一三角波载波,所述第一三角波载波的幅值等于第一电压,所述第一电压根据所述参考电压和所述参考移相角确定;
将所述第一三角波载波的幅值与所述第一电压的二分之一进行比较;
根据比较结果和所述第一时钟信号生成所述滞后开关管的驱动信号。
8.根据权利要求7所述的无线充电系统的控制方法,其特征在于,根据所述第一时钟信号和所述第二时钟信号生成所述驱动信号,还包括:
根据所述第二时钟信号生成第二三角波载波,所述第二三角波载波的幅值等于所述第一电压;
将所述第二三角波载波的幅值与所述第一电压的二分之一进行比较;
根据比较结果和所述第二时钟信号生成所述谐振网络中超前开关管的驱动信号。
9.一种无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述无线充电系统包括依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络,所述装置包括:
采样单元,用于获取所述逆变网络的输入电压和所述谐振网络的输入电流;
处理单元,用于根据所述输入电压确定参考电压,并根据所述输入电流确定实际电压,以及根据所述参考电压和所述实际电压生成所述逆变网络中开关管的驱动信号,其中,所述参考电压为满足所述逆变网络中开关管零电压关断的移相角所对应的电压,所述实际电压为所述输入电流的过零时刻滞后所述逆变网络中滞后开关管的开通时刻的滞后时间的占空比所对应的电压;
驱动控制单元,用于根据所述驱动信号对所述开关管进行驱动控制。
10.根据权利要求9所述的无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述处理单元包括:
移相信号产生电路,用于根据所述输入电流确定实际电压,并根据所述参考电压和所述实际电压生成第一时钟信号和第二时钟信号;
滞后桥臂产生电路,用于根据所述第一时钟信号生成所述滞后开关管的驱动信号;
超前桥臂产生电路,用于根据所述第二时钟信号生成所述逆变网络中超前开关管的驱动信号。
11.根据权利要求10所述的无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述移相信号产生电路包括:
第一运放电路,用于对所述输入电流进行隔离放大;
第一比较电路,用于将隔离放大后的输入电流与零进行比较,以获得所述输入电流的过零时刻;
提取电路,用于根据所述过零时刻和所述滞后开关管的开通时刻提取所述滞后时间;
电压转换电路,用于对所述滞后时间进行转换得到所述实际电压;
调节电路,用于获取所述参考电压与所述实际电压之间的电压差值,并对所述电压差值进行PI调节得到移相脉冲信号;
移相时钟产生电路,用于基于所述移相脉冲信号的上升沿和下降沿生成所述第一时钟信号和所述第二时钟信号。
12.根据权利要求11所述的无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述第一运放电路包括:
第一放大器,所述第一放大器的负输入端用于输入所述输入电流,所述第一放大器的正输入端接地,所述第一放大器的输出端与所述第一比较电路相连;
第一电阻,所述第一电阻串联在所述第一放大器的负输入端和输出端之间。
13.根据权利要求11所述的无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述第一比较电路包括:
第二电阻,所述第二电阻的一端与所述第一运放电路相连;
第一比较器,所述第一比较器的负输入端与所述第二电阻的另一端相连,所述第一比较器的正输入端接地,所述第一比较器的输出端与所述提取电路相连;
第三电阻,所述第三电阻串联在所述第一比较器的负输入端和输出端之间。
14.根据权利要求11所述的无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述电压转换电路包括:
第四电阻,所述第四电阻的一端与所述提取电路相连,所述第四电阻的另一端与所述调节电路相连;
第一电容,所述第一电容串联在所述第四电阻的另一端和地之间。
15.根据权利要求11所述的无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述调节电路包括:
第五电阻,所述第五电阻的一端与所述电压转换电路相连;
第二放大器,所述第二放大器的负输入端与所述第五电阻的另一端相连,所述第二放大器的正输入端用于输入所述参考电压;
第六电阻和第二电容,所述第六电阻和所述第二电容串联在所述第二放大器的负输入端和输出端之间;
第二比较器,所述第二比较器的负输入端与所述第二放大器的输出端相连,所述第二比较器的正输入端用于输入参考三角波载波,所述第二比较器的输出端与所述移相时钟产生电路相连。
16.根据权利要求10所述的无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述滞后桥臂产生电路包括:
第一三角波产生电路,用于根据所述第一时钟信号生成第一三角波载波,所述第一三角波载波的幅值等于第一电压,所述第一电压根据所述参考电压和参考移相角确定;
第三比较器,所述第三比较器的负输入端用于输入所述第一电压的二分之一,所述第三比较器的正输入端与所述第一三角波产生电路相连,用于对所述第一三角波载波的幅值与所述第一电压的二分之一进行比较;
第一触发器,所述第一触发器的第一输入端与所述第三比较器的输出端相连,所述第一触发器的第二输入端用于输入所述第一时钟信号,用于根据比较结果和所述第一时钟信号生成所述滞后开关管的驱动信号。
17.根据权利要求16所述的无线充电系统的控制装置,其特征在于,所述超前桥臂产生电路包括:
第二三角波产生电路,用于根据所述第二时钟信号生成第二三角波载波,所述第二三角波载波的幅值等于所述第一电压;
第四比较器,所述第四比较器的负输入端用于输入所述第一电压的二分之一,所述第四比较器的正输入端与所述第二三角波产生电路相连,用于对所述第二三角波载波的幅值与所述第一电压的二分之一进行比较;
第二触发器,所述第二触发器的第一输入端与所述第三比较器的输出端相连,所述第二触发器的第二输入端用于输入所述第二时钟信号,用于根据比较结果和所述第二时钟信号生成所述超前开关管的驱动信号。
18.一种无线充电系统,其特征在于,包括:依次连接的逆变网络、双边LCC谐振网络和整流网络、以及根据权利要求9-17中任一项所述的控制装置,所述控制装置用于对所述逆变网络中的开关管进行控制,以使所述逆变网络将输入的直流电源转换为交流电信号,所述谐振网络将所述交流电信号从原边耦合传递到副边,所述整流网络对所述谐振网络耦合传递到副边的交流电信号进行整流,以给负载充电。
19.一种电子设备,其特征在于,包括根据权利要求18所述的无线充电系统。
CN202210794660.6A 2022-07-05 2022-07-05 无线充电系统及其控制方法和控制装置、电子设备 Pending CN117394554A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210794660.6A CN117394554A (zh) 2022-07-05 2022-07-05 无线充电系统及其控制方法和控制装置、电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210794660.6A CN117394554A (zh) 2022-07-05 2022-07-05 无线充电系统及其控制方法和控制装置、电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117394554A true CN117394554A (zh) 2024-01-12

Family

ID=89468926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210794660.6A Pending CN117394554A (zh) 2022-07-05 2022-07-05 无线充电系统及其控制方法和控制装置、电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117394554A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102801341B (zh) 具有pfc和dc/dc转换器的ac/dc转换器
CN104756389B (zh) 提供高效率和高功率密度的ac-dc谐振转换器
CN107294407B (zh) 一种ac-dc变换系统
EP1575152B1 (en) Power factor correction circuits
EP3437178B1 (en) An ac/dc pfc converter using a half bridge resonant converter, and corresponding conversion method
TWI568166B (zh) A High Efficiency LLC Resonant Converter with Secondary Side Synchronous Rectifier Blind Control
CN102457193B (zh) 具有单级转换器的电源供应器
CN110611431B (zh) 有源钳位反激变换器的原边调节控制系统及控制方法
KR100967048B1 (ko) 부하 전류의 변화에 따라 출력 전압을 가변하는 직류 전원장치
CN110048597B (zh) 功率因数校正电路的控制方法、控制器及系统
WO2019140801A1 (zh) 一种双输出端口充电电路及其控制方法
KR20200018244A (ko) 충전 회로의 위상 시프트 제어 방법
US20160099649A1 (en) Switching power supply apparatus for generating control signal for lowering switching frequency of switching devices
CN105991050A (zh) 用于高功率因数回扫转换器的方法和装置
CN107005165B (zh) 开关电源装置
CN101512886A (zh) 用于控制变换电路的适配电路
CN102340251A (zh) 交流-直流转换器及其控制电路
CN107342688A (zh) 一种谐振功率变换器及其频率跟踪方法
TWI496409B (zh) 單相三線式電力控制系統及其電力控制方法
CN112636581B (zh) 图腾柱pfc整流器的软开关控制电路
CN112803780B (zh) 一种变换器及电源适配器
CN203617902U (zh) 集成降压-反激式高功率因数恒流电路及装置
CN111600366B (zh) 车辆充电机软启动方法
JP5658922B2 (ja) 系統連系電力変換装置及び系統連系電力変換の制御方法
CN106533210A (zh) 一种单相降升压式ac‑dc转换器及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination