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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种基于最优效率追踪和级联变换器的无线电能系统输出反馈控制方法，利用负载检测电压电路控制环路控制输出DC‑DC控制器输出恒定的输出功率，通过直接或者间接的方式测量恒功率负载前端电压电流，进一步计算线圈的互感、最佳匹配阻抗以及实际输出阻抗，将输出电压电流反馈给输入侧DC‑DC控制器进行占空比控制，并结合最佳匹配阻抗与实际输出阻抗进行系统稳定性判定，判定当前最优效率追踪平衡点是否稳定。本发明具有结构简单、控制方便、性能稳定、损耗较小、制造成本低，适用性广，可用于各种无线电能传输系统，具有良好的商业推广价值。

主权项：1.一种基于最优效率追踪和级联变换器的无线电能系统输出反馈控制方法，所述无线电能系统包括原边和副边两部分以及控制单元，原边部分由直流电源、前级DC-DC变换电路U1、原边逆变电路U3以及原边发射线圈Lp依次连接组成，副边部分由副边接收线圈Ls、副边整流电路U4、后级DC-DC变换电路U5以及负载依次连接组成，控制单元包括前级控制器U2、后级控制器U6以及互感测量模块；其特征在于，所述无线电能系统输出反馈控制方法包括如下步骤：1对于原边的前级控制器U2，其利用互感测量模块通过无线通信方案或辅助线圈测量方案计算得到Lp与Ls的互感M、U5的输入电压Vf、输入电流Isk以及输入阻抗Req；若采用无线通信方案，则通过蓝牙或WIFI的方式将U5的输入电压Vf和输入电流Isk传输给原边的前级控制器U2，进而通过以下公式计算出Lp与Ls的互感M以及U5的输入阻抗Req； 其中：V0为U1的输出电压，ω0为线圈谐振单元的谐振角频率；若采用辅助线圈测量方案，前级控制器U2则通过以下公式计算出Lp与Ls的互感M、U5的输入电压Vf、输入电流Isk以及输入阻抗Req； 其中：Ipk为U1的输出电流，k0为固定参数，Vd为辅助线圈Ld的感应电压，所述辅助线圈Ld额外设置在原边且与Lp和Ls相互耦合；2根据互感M判断Lp与Ls的充电状态并通过以下公式计算系统的最优匹配阻抗Req_o； 其中：Rs为Ls的等效交流电阻，Rp为Lp的等效交流电阻；3根据输入阻抗Req以及最优匹配阻抗Req_o通过小信号阻抗稳定判据判断系统是否处于最优效率追踪的稳定状态；若Req≤Req_o，即判定系统处于最优效率追踪的稳定状态下；4由前级控制器U2根据反馈量采用输出状态反馈控制策略对前级DC-DC变换电路U1进行控制；由后级控制器U6根据反馈量对后级DC-DC变换电路U5进行恒功率控制。

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权利要求：

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