DC‑DC转换器的控制方法及接地组件和无线电力传输方法技术

本发明专利技术公开了DC‑DC转换器控制方法，接地组件和使用其的无线电力传输方法。用于控制无线电力传输用接地组件的DC‑DC转换器的方法，其中DC‑DC转换器包括在电源和初级线圈之间设置为桥式电路形式的第一、第二、第三和第四开关，该方法可包括：检测在DC‑DC转换器的输出电压信号的上升沿流经初级线圈的电流；确定是否电流的强度处于落入预定参考范围内的负电平；以及响应于确定电流未处于负电平，改变DC‑DC转换器的开关频率。

【技术实现步骤摘要】
DC-DC转换器的控制方法及接地组件和无线电力传输方法
本公开涉及无线电力传输系统，更具体地说，涉及控制DC-DC转换器的方法，使用其的接地组件，以及使用其的无线电力传输方法。
技术介绍
由于环境污染和石油能量枯竭，世界范围内正在对环保电动车辆(EV)展开研究。随着对EV和插电式混合动力车辆(PHEV)的需求和研发的增多，用于高压电池充电的车载充电器(OBC)成为汽车工业中的重要元件。同时，代替使用连接器的传导充电，用于不用连接器来对高压电池充电的无线电力传输(WPT)技术已被引入。在用于EV充电的无线充电系统中，初级盘和次级盘在等效电路中可被建模为变压器。与传统转换器变压器相比，由于初级盘和次级盘之间的空气隙很大，因此耦合系数相对较低。也就是说，由于磁化电感远大于漏电感，可能会变得难以传递电力至输出。因此，通常使用这样一种方法，其中至少一个电容器被施加给初级盘和次级盘以使得盘间的谐振由盘的电感和电容引起。通常，移相全桥转换器被用作用于无线电力传输系统的转换器，其连接至初级盘的前端。此外，零电压开关(ZVS)技术被用来改善转换器的效率。设计该转换器以通过使用初级和次级盘的电容来实现ZVS并不太难。然而，在无线充电期间，初级和次级盘之间的未对准、盘(pad)和电容器的制造公差、以及其不同特性可能会破坏其谐振。同样的，由于该原因，流经转换器中开关的反向电流可能会大量产生，转换器的ZVS可能不能得到保证，并且无线电力传输系统的效率可能会迅速下降。同时，具有大载流量的开关应当被使用以应对反向电流。此外，如果ZVS得不到保证，由硬开关引起的电磁干扰(EMI)的增加将需要附加的滤波器用来减少EMI，由此增大了整个系统的体积和材料成本。
技术实现思路
由此，本公开的典型实施例被提供以充分地消除由相关技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。本公开的典型实施例提供一种直流至直流(DC-DC)转换器，其能够最小化流经开关的反向电流并且即使是在无线电力传输系统或无线充电系统中存在初级和次级盘之间的未对准和/或盘和电容器的制造公差时也能保证ZVS。本公开的典型实施例还提供一种接地组件，其通过使用上述DC-DC转换器提供高的效率和性能。本公开的典型实施例还提供一种无线电力传输方法，通过使用该DC-DC转换器其能够增强无线电力传输的稳定性和可靠性。为了达到上述目的，本公开的一个方面提供一种用于无线电力传输的接地组件的直流至直流(DC-DC)转换器的控制方法，该转换器包括在电源和初级线圈之间设置为桥式电路形式的第一、第二、第三和第四开关。该方法可包括在DC-DC转换器输出电压信号的上升沿检测流经初级线圈的电流；确定检测到的电流是否为落入预定参考范围内的负电平；以及响应于确定该电流不是落入预定参考范围内的负电平，改变DC-DC转换器的开关频率。同样的，在确定中，可以确定检测到的电流是否为未落入预定参考范围内的过大负电平。在此，响应于确定检测到的电流为过大负电平，可减小DC-DC转换器的开关频率。在此，响应于确定检测到的电流为正电平，可增大DC-DC转换器的开关频率。同样的，在检测中，可在输出电压信号的正脉冲的第一上升沿检测流经初级线圈的第一电流，并且可在输出电压信号的负脉冲的第二上升沿检测流经初级线圈的第二电流。在此，在确定中，可确定是否第二电流为不落入预定参考范围内的过大负电平。同样的，响应于确定第二电流为过大负电平，可增大DC-DC转换器的开关频率。为了实现上述目的，本公开的另一方面提供一转换器接地组件，其包括连接至电源的第一电力转换部；初级线圈；包括在第一电力转换部与初级线圈之间以全桥电路形式设置的第一、第二、第三和第四开关的直流至直流(DC-DC)转换器；连接至初级线圈并检测初级线圈的电流和电压的传感器；以及连接至传感器并控制DC-DC转换器的控制器。控制器经由传感器检测在DC-DC转换器的输出电压信号的第一上升沿流经初级线圈的第一电流和在DC-DC转换器的输出电压信号的第二上升沿流经初级线圈的第二电流，并且根据第一电流或第二电流的电平改变DC-DC转换器的开关频率。同样的，响应于确定第一电流具有低于在第一上升沿为负的第一参考电平的过大负电平，以及第二电流具有高于在第二上升沿为正的第二参考电平的过大正电平，控制器可减小DC-DC转换器的开关频率。同样的，控制器可响应于确定第一电流在第一上升沿具有正电平增大DC-DC转换器的开关频率。同样的，控制器可包括被配置为检测由传感器感测的电压或电流的电平的传感部；被配置为将电流的电平与零或第一和第二参考电平进行比较的比较部；以及被配置为根据比较部的比较结果改变DC-DC转换器的开关频率的调节部。同样的，接地组件可进一步包括重对准部，其被配置为通过根据调节部改变开关频率后的当前输出功率电平移动初级线圈、次级线圈或二者重新对准初级线圈和次级线圈。同样的，DC-DC转换器可以是移相全桥转换器。同样的，在DC-DC转换器中，第一开关的第一端连接至第三开关的第二端，第一开关的第二端和第三开关的第一端连接至初级线圈的两端，第四开关的第一端连接至第二开关的第二端，第四开关的第二端和第二开关的第一端连接至初级线圈的两端，第一和第三开关的第一连接节点以及第四和第二开关的第二连接节点连接至第一电力转换部的两个输出端。为了实现上述目的，本公开的又一方面提供一种在无线电力传输系统的控制器中执行的无线电力传输方法。该方法可包括检测在位于电源和初级线圈之间的直流至直流(DC-DC)转换器的输出电压信号的第一上升沿流经初级线圈的第一电流；检测在DC-DC转换器的输出电压信号的第二上升沿流经初级线圈的第二电流；以及根据第一电流或第二电流的电平改变DC-DC转换器的开关频率。同样的，响应于确定在第一上升沿，第一电流为低于负的第一参考电平的过大负电平，可减小DC-DC转换器的开关频率。同样的，响应于确定在第二上升沿，第二电流为高于正的第二参考电平的过大正电平，可减小DC-DC转换器的开关频率。同样的，响应于确定在第一上升沿，第一电流为正电平，可增大DC-DC转换器的开关频率。同样的，该方法可进一步包括，在改变之后，将无线电力传输系统的当前输出与参考输出进行比较；以及通过根据比较中的比较结果移动初级线圈、次级线圈或者二者来重新对准初级线圈和感应耦合初级线圈的次级线圈。同样的，控制器可包括包含在无线电力传输系统的接地组件(GA)内的GA控制器，在GA的DC-DC转换器中的控制器，以及经由无线通信链路连接GA控制器的车辆组件(VA)控制器中的至少一个。根据上述DC-DC转换器控制方法、接地组件和无线电力传输方法，即使是在无线充电系统或无线电力传输系统的初级和次级盘之间未对准、或者存在盘或用于盘的电容器的制造公差时，也能最小化流经开关的反向电流，并且可保证零电压开关(ZVS)。同样的即使是在初级盘与次级盘之间的未对准存在于前/后、左/右、上/下或其组合方向上时，系统的效率和输出也可逐渐降低而不迅速降低。此外，在通过阻止效率和输出迅速降低所获得的时间段期间，根据确定初次级盘是否正确对准可重新使盘对准。同样的，相比于具有类似性能(效率和输出)的传统结构而言，无线电力传输系统的体积和材料成本得以降低。附图说明通过参考附图详细描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制无线电力传输用接地组件的直流至直流(DC‑DC)转换器的方法，所述DC‑DC转换器包括在电源和初级线圈之间以桥式电路形式设置的第一、第二、第三和第四开关，该方法包括以下步骤：检测在DC‑DC转换器的输出电压信号的上升沿流经初级线圈的电流；确定检测电流是否处于落入预定参考范围内的负电平；以及响应于确定电流未处于落入预定参考范围内的负电平，改变DC‑DC转换器的开关频率。

【技术特征摘要】
2015.11.02 KR 10-2015-01532001.一种用于控制无线电力传输用接地组件的直流至直流(DC-DC)转换器的方法，所述DC-DC转换器包括在电源和初级线圈之间以桥式电路形式设置的第一、第二、第三和第四开关，该方法包括以下步骤：检测在DC-DC转换器的输出电压信号的上升沿流经初级线圈的电流；确定检测电流是否处于落入预定参考范围内的负电平；以及响应于确定电流未处于落入预定参考范围内的负电平，改变DC-DC转换器的开关频率。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定步骤中，确定检测电流是否处于未落入预定参考范围内的过大负电平。3.根据权利要求2所述的方法，其中，响应于确定检测电流处于所述过大负电平，降低DC-DC转换器的开关频率。4.根据权利要求3所述的方法，其中，响应于确定检测电流处于正电平，增大DC-DC转换器的开关频率。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在检测步骤中，检测在输出电压信号的正脉冲的第一上升沿流经初级线圈的第一电流，检测在输出电压信号的负脉冲的第二上升沿流经初级线圈的第二电流。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在确定步骤中，确定第二电流是否处于未落入预定参考范围内的过大负电平。7.根据权利要求6所述的方法，其中，响应于确定第二电流处于所述过大负电平，降低DC-DC转换器的开关频率。8.一种接地组件，包括：连接至电源的第一电力转换部；初级线圈；包含在第一电力转换部和初级线圈之间以全桥电路形式设置的第一、第二、第三和第四开关的直流至直流(DC-DC)转换器；连接至初级线圈并检测初级线圈的电流和电压的传感器；以及连接至传感器并控制DC-DC转换器的控制器，其中所述控制器经由所述传感器检测在DC-DC转换器的输出电压信号的第一上升沿流经初级线圈的第一电流和在DC-DC转换器的输出电压信号的第二上升沿流经初级线圈的第二电流，并且根据第一电流或第二电流的电平改变DC-DC转换器的开关频率。9.根据权利要求8所述的接地组件，其中在确定第一电流在第一上升沿具有低于负的第一参考电平的过大负电平、并且第二电流在第二上升沿具有高于正的第二参考电平的过大正电平时，控制器减小DC-DC转换器的开关频率。10.根据权利要求9所述的接地组件，其中当确定第一电流在第一上升沿具有正电平时，控制器增大DC-DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇宁，成玄旭，崔奎英，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR