【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁场屏蔽，特别涉及一种基于主动控制的线圈辐射磁场屏蔽方法。
技术介绍
1、磁场耦合式无线电能传输技术是指对耦合线圈通入高频交流电源，使得线圈之间产生高频交变磁场，通过磁耦合进行能量传输的技术，因其可靠安全、灵活度高等优点，被广泛应用于日常生活与工业制造的许多方面。但在电能传输过程中，会有一部分磁场扩散到周围非工作区域无法进行有效耦合，不仅会降低系统传输效率，过量的磁场辐射还会对其它电路元件产生干扰甚至造成破坏。
2、目前，对于无线电能传输系统辐射磁场的屏蔽方法主要是利用高磁导率材料构成低磁阻回路，或者利用非铁磁性材料感应出的涡流反向磁场起到屏蔽效果。磁性材料对辐射磁场的约束作用十分有限，通常需要安装铝板来增强屏蔽效果。然而，铝板的应用会大幅度降低传输线圈之间的耦合程度，并且对于一些体积受限的特种设备，存在着安装困难的问题。
技术实现思路
1、本公开提供了一种更为灵活和节省体积的、基于主动控制的线圈辐射磁场屏蔽方法，利用传输线圈的外侧线圈用作屏蔽线圈，产生一个与源磁场相位相反的反向磁场，并对屏蔽线圈的电流回路进行开关控制以及谐振补偿，使其能够实现对目标区域辐射磁场主动屏蔽控制的同时，尽可能减小对系统输出功率和传输效率的影响。
2、具体的，主要包括以下步骤：
3、s1，将传输线圈的外侧线圈引出作为磁场屏蔽线圈，产生一个与源磁场相位相反的反向磁场；
4、s2，通过谐振补偿，对屏蔽线圈和传输线圈进行解耦；
5、s3，
6、进一步的，所述步骤s1具体包括：
7、设传输线圈输入与输出端子为a、b端子，引出的外侧屏蔽线圈端子为c，则bc段线圈构成磁场屏蔽线圈，其电流方向与功率传输线圈ab段线圈的电流方向相反，产生反相磁场，用于对功率传输线圈的辐射磁场进行屏蔽；
8、副边线圈同理。
9、进一步的，所述步骤s1中：
10、将bc段屏蔽线圈的电流从功率传输电流回路取得，即流入a端子和流入c端子的电流来自同一电源的电流输出端，而无需为外侧屏蔽线圈新增电源。
11、进一步的，所述步骤s2具体方法包括：
12、在系统原边为传输线圈和屏蔽线圈分别设置谐振电容c3、c4，系统副边为传输线圈和屏蔽线圈分别设置谐振电容c5、c6，构成谐振补偿结构，对线圈之间的耦合关系进行解耦；
13、其中，谐振补偿计算关系如下：
14、
15、式中，ω角频率；m2为原边传输线圈自感lp与原边屏蔽线圈自感lp0的互感，m3为副边传输线圈自感ls与副边屏蔽线圈自感ls0的互感。
16、进一步的，根据以下公式计算流量：
17、在流向屏蔽线圈的电流通路上设置功率开关器件，用于对屏蔽线圈的电流回路进行控制；
18、通过控制原边功率开关器件和副边功率开关器件输入pwm波的占空比，实现对磁场屏蔽强度的主动控制。
19、进一步的，所述功率开关器件采用mos管。
20、与现有技术相比，本公开的有益效果是：
21、(1)利用无线电能传输系统传输线圈的外侧线圈作为屏蔽线圈，产生与源磁场相位相反的磁场，对传输线圈的辐射磁场进行屏蔽，简化了屏蔽的系统结构；
22、(2)将屏蔽线圈的电流从功率传输电流回路取得，无需为外侧屏蔽线圈新增电源，进一步简化了屏蔽的系统结构；同时，由于功率传输线圈与外侧屏蔽线圈采用同一电源，功率传输回路电流与外侧磁场屏蔽线圈回路电流频率相同，能够起到更好的磁场屏蔽效果；
23、(3)通过设计谐振补偿网络对屏蔽线圈和功率传输线圈进行解耦，改善了对目标区域的屏蔽效果，同时解决主动屏蔽方法的屏蔽线圈会影响原系统等效磁耦合的问题；
24、(4)通过控制屏蔽线圈电流回路的功率开关器件，能够实现对系统磁场屏蔽强度的主动控制，使其能够对传输线圈辐射磁场进行主动屏蔽的同时，尽可能减小对系统传输效率与输出功率的影响。
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1.一种基于主动控制的线圈辐射磁场屏蔽方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中：
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体方法包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算流量：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述功率开关器件采用MOS管。
【技术特征摘要】
1.一种基于主动控制的线圈辐射磁场屏蔽方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中：
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉才，赵雷，赵建伟，李文晓，辛本钊，王本东，明旭东，刘猛，齐斌，游江，罗博，
申请(专利权)人：山东航天电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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