本公开提供一种级联系统的同步零电压调制系统、方法、介质及设备，其中，级联系统的同步零电压调制系统包括：功率电路模块和调制系统；功率电路模块包括前级四开关升降压变换器、后级LCC‑LCC补偿的双向无线充电系统；调制系统包括电压补偿模块、电流补偿模块、电流比较模块、同步模块、开关驱动信号生成模块，电压补偿模块的输出端与同步模块的输入端连接，电流补偿模块的输出端与同步模块的输入端连接，电流比较模块的输出端与同步模块的输入端连接，同步模块的输出端与驱动信号生成模块连接。通过本公开，采用多个时间尺度，精确计算同步零电压开关调制的实现条件，计算速度较快，内存占用量较小，实现级联系统的零电压开关同步调制。
1、无线充电系统已广泛应用于电动汽车、水下无人航行器、生物医疗、无人机和消费电子等领域。然而，由于电池容量有限，以上提及设备作业范围、续航里程、运行时间等受到了极大地限制。分布直流电源，例如，光伏发电、储能电站等新能源对于减少碳排放发挥了重要的作用。并且，分布式电源能够确保孤岛电网系统供电的连续性。
2、光伏发电、储能电池等分布式电源，具有分布广、电压等级范围宽的显著特点。不同的是，无线充电系统的额定充电功率是基于额定电压所设计，为解决无线充电设备的作业半径和续航里程问题，采用分布式电源对无线充电设备供电是较为有效的解决方式。
3、四开关变换器具有电压递增、递减能力以及能够降低开关电压应力等优点，已被广泛用作直流电源接口变换器，实现分布电源对多输入电压等级系统的供电。因此，级联系统自然形成。无线充电系统需要工作在谐振频率下，工作功率通常为数十到百千赫兹。为了降低开关损耗，直流电源变换器的工作频率低于谐振频率，通常为几千赫兹到数十千赫兹。将级联系统作为一个整体系统，那么，在这个系统中由于工作频率的不同则会有工作在多个时间尺度的变量。
4、对于现有零电压开关(zvs)调制方法，均针对于单级变换器实施，需要两块微控制单元(mcu)执行调制方法，增加设备成本。此外，对于两级结构的不同工作频率，也未考虑同步问题。现有的调制方法在针对工作在多个时间尺度下的级联系统，无法简单地适用，需要重新设计。
r/>技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本公开的目的是提供一种级联系统的同步零电压调制系统、方法、介质及设备。
2、根据本公开的一个方面，提供一种级联系统的同步零电压调制系统，包括：
3、功率电路模块和调制系统；
4、所述功率电路模块包括前级拓扑结构和后级拓扑结构，所述前级拓扑结构包括四开关升降压变换器，所述后级拓扑结构包括lcc-lcc补偿的双向无线充电系统，所述四开关升降压变换器与所述lcc-lcc补偿的双向无线充电系统连接，所述四开关升降压变换器用于变换输入电压等级，所述后级无线充电系统用于充电；
5、所述调制系统包括电压补偿模块、电流补偿模块、电流比较模块、同步模块、开关驱动信号生成模块，所述电压补偿模块的输出端与所述同步模块的输入端连接，所述电流补偿模块的输出端与所述同步模块的输入端连接，所述电流比较模块的输出端与所述同步模块的输入端连接，所述同步模块的输出端与所述驱动信号生成模块连接，所述调制系统用于确定所述前级拓扑结构和所述后级拓扑结构的功率开关的脉冲信号。
6、可选地，所述电压补偿模块包括电压调节器，所述电压调节器包括乘法器和比例积分调节器，所述电压调节器与所述同步模块连接，所述电压调节器用于确定所述四开关升降压变换器的电压增益；
7、所述电流补偿模块包括电流调节器，所述电流调节器包括乘法器和比例积分调节器，所述电流调节器与所述同步模块连接，所述电流调节器用于判断所述四开关升降压变换器是否工作在软开关条件下；
8、所述电流比较模块包括第一运算放大器，所述第一运算放大器与所述同步模块连接，所述第一运算放大器用于所述四开关升降压变换器的第三场效应晶体管的导通时刻。
9、可选地，所述四开关升降压变压器包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效应晶体管、第四场效应晶体管、第一直流电源、第一功率电感以及第一输出电容；
10、所述第一场效应晶体管的漏极与所述第一直流电源的正极连接，所述第一场效应晶体管的源极与所述第一功率电感的第一端连接；
11、所述第二场效应晶体管的源极与所述第一功率电感的第二端连接，所述第二场效应晶体管的漏极与所述第一输出电容的正极连接；
12、所述第三场效应晶体管的漏极与所述第一场效应晶体管的源极连接，所述第三场效应晶体管的源极与所述第一直流电源的负极连接；
13、所述第四场效应晶体管的漏极与所述第二场效应晶体管的源极连接，所述第四场效应晶体管的源极与所述第一输出电容的负极连接。
14、可选地，当所述第一场效应晶体管和所述第四场效应晶体管导通时，表征第一工作状态，所述第一工作状态用于为所述第一功率电感赋能；
15、当所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管导通时，表征第二工作状态，所述第二工作状态用于同时采用所述第一直流电源和所述第一功率电感为所述lcc-lcc补偿的双向无线充电系统供电；
16、当所述第二场效应晶体管和所述第三场效应晶体管导通时，表征第三工作状态，所述第三工作状态用于采用所述第一功率电感为所述lcc-lcc补偿的双向无线充电系统供电；
17、当所述第三场效应晶体管和所述第四场效应晶体管导通时，表征第四工作状态，所述第四工作状态用于保持所述第一功率电感的电流恒定。
18、可选地，所述lcc-lcc补偿的双向无线充电系统包括原边逆变器、原边lcc补偿网络、原边线圈、副边线圈、副边lcc补偿网络、副边有源整流桥、第二输出电容以及第二直流电源；
19、所述原边逆变器的直流输入端分别与所述第一输出电容的正极、所述第一输出电容的负极连接，所述原边逆变器的交流输出端与所述原边lcc补偿网络的输入端连接；
20、所述原边lcc补偿网络的输出端与所述原边线圈的两端连接；
21、所述副边lcc补偿网络的输入端与所述副边线圈的两端连接，所述副边lcc补偿网络的输出端与所述副边有源整流桥的交流输入端连接；
22、所述副边有源整流桥的直流输出端分别与所述第二输出电容的正极、所述第二输出电容的负极连接；
23、所述第二直流电源的正极与所述第二输出电容的正极连接，所述第二直流电源的负极与所述第二输出电容的负极连接。
24、根据本公开的第二方面，提供一种级联系统的同步零电压调制方法，包括：
25、将前级拓扑结构的四开关升降压变换器的输出电压与预设的电压阈值输入调制系统的电压补偿模块，确定第一输入参数；
26、将所述四开关升降压变换器的输出电压作为第二输入参数；
27、将lcc-lcc补偿的双向无线充电系统的原边逆变器的输出电流和预设的第一电流阈值输入调制系统的电流补偿模块中，确定第三输入参数；
28、根据所述四开关升降压变换器和所述lcc-lcc补偿的双向无线充电系统的全模态周期，确定内移相角，所述内移相角用于作为第四输入参数；
29、将第一功率电感电流值和预设的第二电流阈值输入电流比较模块，确定第五输入参数；
30、将第一直流电源的输出电压作为第六输入参数；
31、将所述lcc-lcc补偿的双向无线充电系统的原边和副边的外移相角作为第七输入参数；
32、将前级拓扑结构的工作频率作为第八输入参数，将后级拓扑结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，包括：功率电路模块和调制系统；
2.根据权利要求1所述的级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，所述电压补偿模块包括电压调节器，所述电压调节器包括乘法器和比例积分调节器，所述电压调节器与所述同步模块连接，所述电压调节器用于确定所述四开关升降压变换器的电压增益；
3.根据权利要求1所述的级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，所述四开关升降压变压器包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效应晶体管、第四场效应晶体管、第一直流电源、第一功率电感以及第一输出电容；
4.根据权利要求3所述的级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，当所述第一场效应晶体管和所述第四场效应晶体管导通时，表征第一工作状态，所述第一工作状态用于为所述第一功率电感赋能；
5.根据权利要求3所述的级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，所述LCC-LCC补偿的双向无线充电系统包括原边逆变器、原边LCC补偿网络、原边线圈、副边线圈、副边LCC补偿网络、副边有源整流桥、第二输出电容以及第二直流电源；
>6.一种级联系统的同步零电压调制方法，其特征在于，包括：7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述第一输入参数、所述第二输入参数、所述第三输入参数、所述第四输入参数、所述第五输入参数、所述第六输入参数、所述第七输入参数、所述第八输入参数、所述第九输入参数输入所述同步模块中，确定第一工作状态时间值、第二工作状态时间值、第三工作状态时间值以及所述LCC-LCC补偿的双向无线充电系统的原边和副边的实际外移相角，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求6-8中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，包括：功率电路模块和调制系统；
2.根据权利要求1所述的级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，所述电压补偿模块包括电压调节器，所述电压调节器包括乘法器和比例积分调节器，所述电压调节器与所述同步模块连接，所述电压调节器用于确定所述四开关升降压变换器的电压增益；
3.根据权利要求1所述的级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，所述四开关升降压变压器包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效应晶体管、第四场效应晶体管、第一直流电源、第一功率电感以及第一输出电容；
4.根据权利要求3所述的级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，当所述第一场效应晶体管和所述第四场效应晶体管导通时，表征第一工作状态，所述第一工作状态用于为所述第一功率电感赋能；
5.根据权利要求3所述的级联系统的同步零电压调制系统，其特征在于，所述lcc-lcc补偿的双向无线...
【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，贺凯，牛焕钧，王正浩，李煌，杨喜军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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