无线充电功率传输系统、机器人及无线充电功率传输方法与流程

本申请涉及无线充电，具体而言，涉及无线充电功率传输系统、机器人及无线充电功率传输方法。

背景技术：

1、无线充电技术因其非接触供电、安全可靠、无机械磨损等优点，在服务机器人、巡检机器人和人形机器人等移动设备的自动回充场景中获得广泛应用。典型的无线充电系统通常包括前端整流、高频逆变、谐振补偿网络、磁耦合机构以及接收整流等环节，实现从电网到用电设备电池的非接触式电能传输。

2、在相关技术中，当需要为多个负载提供无线充电时，通常采用为每个负载配置一套完整的无线充电系统的方式，各套系统具有各自的功率因数校正电路和功率变换电路，分别工作。该方式满足各负载的充电需求，但随着负载数量增加，前端功率变换电路重复配置，导致器件数量多、成本高、体积大。另一种方式是通过单个逆变器同时驱动两个接收端，当两个接收端的耦合状态不一致时，功率分配难以控制，容易出现一侧偏强、一侧偏弱的功率失衡问题。

3、当多个负载同时充电时，各负载的充电需求往往不同，且各接收端与发射端之间的耦合状态可能存在差异，上述方式难以在控制硬件成本的同时使各负载获得匹配的充电功率。

技术实现思路

1、本申请解决的问题是如何提升充电灵活性。

2、为解决上述问题，本申请提供无线充电功率传输系统、机器人及无线充电功率传输方法。

3、第一方面，本申请提供了一种无线充电功率传输系统，包括：

4、功率因数校正电路，用于将交流输入转换为直流母线电压；

5、公共直流母线，用于连接所述功率因数校正电路的输出端；

6、至少两路无线功率传输通道，并联连接至所述公共直流母线，其中，每路无线功率传输通道包括：

7、逆变电路，输入端连接所述公共直流母线，用于将直流电转换为高频交流电；

8、发射侧补偿网络，连接所述逆变电路的输出端；

9、发射线圈，连接所述发射侧补偿网络，用于向接收端无线传输电能。

10、可选地，所述功率因数校正电路配置为响应电压调节信号，调节输出的所述直流母线电压。

11、可选地，所述逆变电路为移相全桥逆变电路，各路所述逆变电路分别配置为响应独立的相移控制信号，独立调节各自的输出相移角。

12、可选地，所述发射侧补偿网络为lcc补偿网络，所述接收侧补偿网络为lc串联谐振网络。

13、可选地，所述功率因数校正电路为图腾柱功率因数校正电路。

14、第二方面，本申请还提供一种机器人，应用于接收端，所述机器人包括：

15、至少两个接收线圈；

16、至少两个接收侧补偿网络，分别与各所述接收线圈连接；

17、至少两个整流电路，分别与各所述接收侧补偿网络连接，用于将高频交流电转换为直流电输出。

18、第三方面，本申请还提供一种无线充电功率传输方法，应用于如第一方面所述的无线充电功率传输系统，所述无线充电功率传输方法包括：

19、控制功率因数校正电路将交流电源转换为直流，建立公共直流母线，所述公共直流母线分别连接第一无线功率传输通道和第二无线功率传输通道；

20、检测所述第一无线功率传输通道和所述第二无线功率传输通道各自的输出需求，并根据各所述通道的所述输出需求确定目标总输出功率；

21、根据所述目标总输出功率，调节所述公共直流母线的母线电压；

22、分别驱动所述第一无线功率传输通道中的第一逆变电路和所述第二无线功率传输通道中的第二逆变电路；

23、根据各所述无线功率传输通道的所述输出需求，分别调节对应的所述逆变电路的控制参数，独立调节各所述无线功率传输通道的输出功率。

24、可选地，所述无线充电功率传输方法还包括：

25、当调节所述目标总输出功率时，先调节所述公共直流母线的母线电压；

26、当调节任一所述无线功率传输通道的输出功率时，调节该通道对应的所述逆变电路的控制参数，其中，所述控制参数包括移相角、开关频率和占空比中的至少一种。

27、可选地，所述无线充电功率传输方法还包括：

28、根据各所述无线功率传输通道的所述输出需求，在单路工作模式、双路独立工作模式和双路并联工作模式之间进行切换，其中，所述单路工作模式为驱动一路所述无线功率传输通道，所述双路独立工作模式为分别独立驱动各路所述无线功率传输通道，所述双路并联工作模式为将各整流电路的输出并联至同一负载。

29、可选地，所述无线充电功率传输方法还包括：

30、当检测到任一所述无线功率传输通道出现异常时，对出现失配或异常的通道进行降功率、暂停或隔离控制。

31、本申请的无线充电功率传输系统的有益效果是：

32、通过功率因数校正电路将交流输入转换为直流母线电压并输出至公共直流母线，公共直流母线将直流电能分配至并联的至少两路无线功率传输通道，每路通道经逆变电路、发射侧补偿网络和发射线圈完成从直流到高频交流、并向接收端无线传输电能的功率传输链路。上述架构通过前端功率变换资源共享减少器件数量和系统体积，通过各通道并联独立传输功率满足多负载差异化需求，解决多负载无线充电场景中在控制硬件成本的同时满足各负载差异化充电需求的技术问题。

1.一种无线充电功率传输系统，其特征在于，应用于发射端，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的无线充电功率传输系统，其特征在于，所述功率因数校正电路配置为响应电压调节信号，调节输出的所述直流母线电压。

3.根据权利要求1所述的无线充电功率传输系统，其特征在于，所述逆变电路为移相全桥逆变电路，各路所述逆变电路分别配置为响应独立的相移控制信号，独立调节各自的输出相移角。

4.根据权利要求1所述的无线充电功率传输系统，其特征在于，所述发射侧补偿网络为lcc补偿网络，所述接收侧补偿网络为lc串联谐振网络。

5.根据权利要求1所述的无线充电功率传输系统，其特征在于，所述功率因数校正电路为图腾柱功率因数校正电路。

6.一种机器人，其特征在于，应用于接收端，所述机器人包括：

7.一种无线充电功率传输方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述的无线充电功率传输系统，所述无线充电功率传输方法包括：

8.根据权利要求7所述的无线充电功率传输方法，其特征在于，所述无线充电功率传输方法还包括：

9.根据权利要求7所述的无线充电功率传输方法，其特征在于，所述无线充电功率传输方法还包括：

10.根据权利要求7所述的无线充电功率传输方法，其特征在于，所述无线充电功率传输方法还包括：