用于无线电能传输系统的品质因素确定设备和方法与流程

技术特征：
1.一种用于无线电能传输系统的品质因素确定方法，包括：向包括第一线圈和电容的谐振回路施加包括电压阶跃的激励；比较具有谐振衰减包络的阻尼正弦波形与预定阈值电压，并检测阻尼正弦波形的值等于预定阈值电压时的最后时刻；基于从最后时刻导出的多个参数计算所述谐振回路的品质因素；以及根据所述品质因素确定是否有外部物体磁耦合至所述第一线圈。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻尼正弦波形是从所述第一线圈检测到的电压信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：基于所述品质因素的值的降低确定是否有外部物体磁耦合至所述第一线圈。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将偏置电压源连接到所述谐振回路，其中，电流从所述偏置电压源通过所述谐振回路和耦合到所述谐振回路的功率级的第一下桥臂开关流到地；以及将所述偏置电压源与所述谐振回路断开，其中，电流在包括所述谐振回路、所述功率级的第一下桥臂开关和功率级的第二下桥臂开关的导电回路中流动。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述功率级包括：串联连接在输入电压线和地之间的第一上桥臂开关和第一下桥臂开关；以及串联连接在输入电压线和地之间的第二上桥臂开关和第二下桥臂开关，其中，第一上桥臂开关和所述第一下桥臂开关的公共节点连接到所述谐振回路的第一输入端，所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关的公共节点连接到所述谐振回路的第二输入端。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：根据最后时刻确定阻尼正弦波形的峰值，其中，所述峰值和所述最后时刻处于阻尼正弦波形的同一周期；以及根据所述电压阶跃与峰值之比计算所述品质因素。7.一种用于无线电能传输系统的品质因素确定方法，包括：将直流电压源连接至无线电能传输系统的功率级；将所述直流电压源从所述功率级断开，其中，在断开所述直流电压源之后，在无线电能传输系统的谐振回路中产生阻尼正弦波形；检测所述阻尼正弦波形的值等于预定阈值电压时的最后时刻；以及基于从最后时刻导出的多个参数来计算所述谐振回路的品质因素。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述无线电能传输系统包括：所述谐振回路，包括谐振电容和第一线圈；连接至所述谐振回路的功率级；以及控制器，用于基于所述品质因素确定是否有外部物体磁耦合至所述第一线圈。9.根据权利要求8所述的方法，其中：所述功率级为全桥功率转换器。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述最后时刻，确定与所述阻尼正弦波形的峰值对应的时刻，其中，所述对应的时刻与所述最后时刻处于所述阻尼正弦波形的同一周期；以及
根据所述最后时刻、所述对应的时刻和所述预定阈值电压确定所述阻尼正弦波形的峰值。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：根据所述对应的时刻以及所述直流电压源的输出电压与峰值的比值来计算所述品质因素。12.一种用于无线电能传输系统的品质因素确定设备，包括：功率转换装置，与一谐振回路耦合，所述谐振回路包括串联连接的电容和第一线圈；以及控制器，用于通过功率转换装置对所述电容和第一线圈施加激励，检测具有谐振衰减包络的信号，将所述信号与预定阈值电压进行比较，并检测所述信号等于预定阈值电压时的最后时刻，其中，所述控制器用于基于所述最后时刻确定品质因素。13.根据权利要求12所述的设备，其中：所述功率转换装置为全桥转换器。14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述全桥转换器包括：串联连接在输入电压线和地之间的第一上桥臂开关和第一下桥臂开关；以及串联连接在输入电压线和地之间的第二上桥臂开关和第二下桥臂开关，其中，所述第一上桥臂开关和第一下桥臂开关的公共节点连接至所述电容，以及所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关的公共节点连接至所述第一线圈。15.根据权利要求14所述的设备，还包括：通过开关连接至所述功率转换装置的偏置电压源。16.根据权利要求15所述的设备，其中：通过导通所述开关而将偏置电压源连接到谐振回路，其中，在导通所述开关之后，电流从偏置电压源通过谐振回路和功率转换装置的第二下桥臂开关流向地；以及通过断开所述开关将所述偏置电压源与所述谐振回路断开，其中，在断开所述开关之后，电流在导电回路中流动，所述导电回路包括谐振回路、所述功率转换装置的第一下桥臂开关和所述功率转换装置的第而下桥臂开关。17.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一线圈被配置为磁耦合至第二线圈，其中：所述第一线圈为所述无线电能传输系统的发射器线圈；以及所述第二线圈为所述无线电能传输系统的接收器线圈。18.根据权利要求12所述的设备，其中：所述信号具有阻尼正弦波形。19.根据权利要求18所述的设备，其中：所述阻尼正弦波形为从所述第一线圈检测到的电压信号。20.根据权利要求12所述的设备，其中：所述控制器用于基于所述品质因素确定是否有外部物体磁性耦合至所述第一线圈。

技术总结
本申请提供一种用于无线电能传输系统的品质因素确定的设备及方法，所述方法包括步骤：向包括第一线圈和电容器的谐振回路施加包括电压阶跃的激励；将具有谐振衰减包络的阻尼正弦波形与预定阈值电压进行比较；检测阻尼正弦波形等于预定阈值电压时的最后时刻；以及基于从最后时刻导出的多个参数来计算谐振回路的品质因素，并基于所述品质因数确定是否有外部物体磁耦合至所述第一线圈。本申请能够可靠地检测是否有外部物体已经磁耦合至所述第一线圈。线圈。线圈。


技术研发人员：罗志军 杨莹莹
受保护的技术使用者：伏达半导体（合肥）有限公司
技术研发日：2021.02.07
技术公布日：2022/3/21