本技术涉及无线充电技术,提出了一种创新的半桥CLC/S-CLC自适应切换恒流恒压复合型无线电能传输控制系统及其操作方法。该系统通过优化设计,将直流电压源转换为高频交流电,实现高效稳定的无线电能传输。
背景技术
无线电能传输技术是指在不依赖传统导线或物理接触的情况下,通过空间中的电磁场、电磁波或其他非接触性介质,将电能从电源端有效地传递到负载端的一种能量传输技术。其中,采用磁场感应式无线电能技术对电池进行充电时,能够摆脱传统插拔式中线缆所带来的物理束缚,使得设备布局更加灵活;避免了长期反复插拔所带来的电火花而导致触电危险以及磨损问题。此外,无线电能传输技术的发展不仅将改变人们的生活方式,还将推动社会的可持续发展。
为了确保电池的安全性和延长其使用寿命,在对电池进行无线充电时通常采用恒流恒压的充电方式,这种充电方式包括两个阶段:恒定电流充电阶段和恒定电压充电阶段。在恒流充电阶段,电池会以恒定的电池额定电流进行充电,在此阶段中电池电压迅速增加,直至达到额定电压为止;恒流充电阶段结束后,会进入恒压充电阶段,电池会以额定的电池电压进行充电,在此阶段电池电流快速下降,直至达到充电截至电流为止;此时,电池的整个充电过程完成。
然而,目前实现电池的恒流恒压无线充电有以下几种方法:1)在高频逆变模块前或整流滤波电路后增加DC-DC直流变换器进行调节。这种方式可以通过闭环控制调节占空比实现恒流恒压充电,但由于增加一级DC-DC模块,系统的传输效率大大降低。2)采用变频控制技术,通过宽频率范围调节工作频率实现恒流恒压充电,但会出现频率分叉现象,影响系统稳定性。3)通过混合拓扑切换实现系统的恒流恒压输出,会引入额外的控制开关和额外的补偿元件,这无疑会增加系统的体积和成本。
实现思路