电磁感应取能系统的储能电池的充电控制方法

技术领域

本申请涉及充电控制技术领域，特别是涉及一种电磁感应取能系统的储能电池的充电控制方法、电磁感应取能系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术

电磁感应取能系统通过挂载在交流输电线路上的电流互感器获取输电线路磁场中的能量，并通过整流模块与电能调节模块输出稳定的直流电，为交流输电线路上的负载供电；为了保证在各种情况下，电磁感应取能系统都能够向负载提供稳定的电能，通常还会在电磁感应取能系统中配置储能电池，以在电能调节模块输出的电能不足以满足负载的需求时，通过储能电池向负载供电。

相关技术中，通常根据交流输电线路上的电流对储能电池进行充电控制；然而，交流输电线路的电流波动范围很大，现有的储能电池充电控制方法无法适用，例如，当交流输电电流较低时，会使得电流互感器二次侧的输出功率较低，从而导致充电控制系统闭锁充电模块，进而充电模块无法向储能电池及时充电，若此时出现电网故障，储能电池将没有足够的电能供给负载。

因此，基于现有的储能电池充电控制方法，容易导致电磁感应取能系统的供电质量下降。

发明内容

基于此，有必要针对上述电磁感应取能系统的供电质量下降的技术问题，提供一种能够提高电磁感应取能系统的供电质量的电磁感应取能系统的储能电池的充电控制方法、电磁感应取能系统、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

第一方面，本申请提供了一种电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法，所述电磁感应取能系统包括整流模块、电能调节模块、充电模块和储能电池，所述充电模块用于控制所述储能电池的充电，所述充电模块包括充电主电路和充电控制系统；所述充电控制系统包括整流电压误差生成模块、输出电压误差生成模块、欠压判断模块、电压环、电流环、环路选择器和脉冲宽度调制器；所述方法包括：

通过所述整流电压误差生成模块，确定所述整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号，通过所述输出电压误差生成模块，确定所述电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，以及，通过所述欠压判断模块得到欠压判断电压信号；所述欠压判断电压信号用于表征所述整流模块电压信号的欠压情况；

基于所述电压环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，以及，基于所述电流环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号；

通过所述环路选择器，从所述欠压判断电压信号、所述第三电压误差信号和所述第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号；

基于所述脉冲宽度调制器和所述目标电压信号，生成用于控制所述充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲；

所述输出电压基准信号和所述第一电压阈值信号均与所述电能调节模块相关，所述充电电压基准信号和所述充电电流基准信号均与所述充电模块相关。

在其中一个实施例中，所述通过所述整流电压误差生成模块，确定所述整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号，包括：

通过所述整流电压误差生成模块，对所述整流模块电压信号进行采样，得到采样整流模块电压信号，并确定所述第一电压阈值信号与所述采样整流模块电压信号之间的第一差值信号；

对所述第一差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第一差值信号，作为所述整流模块电压信号与所述第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号；

所述通过所述输出电压误差生成模块，确定所述电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，包括：

通过所述输出电压误差生成模块，对所述电能调节模块电压信号进行采样，得到采样电能调节模块电压信号，并确定所述输出电压基准信号与所述采样电能调节模块电压信号之间的第二差值信号；

对所述第二差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第二差值信号，作为所述电能调节模块电压信号与所述输出电压基准信号之间的第二电压误差信号。

在其中一个实施例中，所述通过所述欠压判断模块得到欠压判断电压信号，包括：

通过所述欠压判断模块，对所述采样整流模块电压信号和第二电压阈值信号进行数值上的比较；所述第二电压阈值信号与所述电能调节模块相关；

在所述采样整流模块电压信号对应的信号值大于所述第二电压阈值信号对应的信号值的情况下，将高电平电压信号确定为所述欠压判断模块输出的欠压判断电压信号；

在所述采样整流模块电压信号对应的信号值小于或者等于所述第二电压阈值信号对应的信号值的情况下，将低电平电压信号确定为所述欠压判断模块输出的欠压判断电压信号。

在其中一个实施例中，所述基于所述电压环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，包括：

通过所述电压环，对所述充电模块电压信号进行采样，得到采样充电模块电压信号，并基于所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述采样充电模块电压信号与所述充电电压基准信号之间的第三差值信号；

对所述第三差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第三差值信号，作为所述充电模块电压信号与所述充电电压基准信号之间的第三电压误差信号；

所述基于所述电流环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号，包括：

通过所述电流环，对所述充电模块电流信号进行采样，得到采样充电模块电流信号，并基于所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述采样充电模块电流信号与所述充电电流基准信号之间的第四差值信号；

对所述第四差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第四差值信号，作为所述充电模块电流信号与所述充电电流基准信号之间的第四电压误差信号。

在其中一个实施例中，所述基于所述脉冲宽度调制器和所述目标电压信号，生成用于控制所述充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲，包括：

通过所述脉冲宽度调制器，确定所述目标电压信号对应的信号值和所述充电模块输出的锯齿波信号的峰峰值之间的比值；

根据所述目标电压信号对应的信号值与所述锯齿波信号的峰峰值之间的比值，确定目标占空比；

生成与所述目标占空比对应的充电驱动脉冲。

在其中一个实施例中，所述通过所述环路选择器，从所述欠压判断电压信号、所述第三电压误差信号和所述第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号，包括：

通过所述环路选择器，对所述欠压判断电压信号、所述第三电压误差信号和所述第四电压误差信号进行数值上的排序，得到排序结果；

根据所述排序结果，从所述欠压判断电压信号、所述第三电压误差信号和所述第四电压误差信号中，确定出对应的信号值小于其余电压信号对应的信号值的电压信号，作为所述满足预设条件的目标电压信号。

第二方面，本申请还提供了一种电磁感应取能系统，所述电磁感应取能系统包括整流模块、电能调节模块、充电模块和储能电池，所述充电模块用于控制所述储能电池的充电，所述充电模块包括充电主电路和充电控制系统；所述充电控制系统包括整流电压误差生成模块、输出电压误差生成模块、欠压判断模块、电压环、电流环、环路选择器和脉冲宽度调制器；

所述整流电压误差生成模块，用于确定所述整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号；

所述输出电压误差生成模块，用于确定所述电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号；

所述欠压判断模块，用于得到欠压判断电压信号；所述欠压判断电压信号用于表征所述整流模块电压信号的欠压情况；

所述电压环，用于基于所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号；

所述电流环，用于基于所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号；

所述环路选择器，用于从所述欠压判断电压信号、所述第三电压误差信号和所述第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号；

所述脉冲宽度调制器，用于基于所述目标电压信号，生成用于控制所述充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲；

所述输出电压基准信号和所述第一电压阈值信号均与所述电能调节模块相关，所述充电电压基准信号和所述充电电流基准信号均与所述充电模块相关。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

通过整流电压误差生成模块，确定整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号，通过输出电压误差生成模块，确定电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，以及，通过欠压判断模块得到欠压判断电压信号；欠压判断电压信号用于表征所述整流模块电压信号的欠压情况；

基于电压环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，以及，基于电流环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号；

通过环路选择器，从所述欠压判断电压信号、所述第三电压误差信号和所述第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号；

基于脉冲宽度调制器和所述目标电压信号，生成用于控制所述充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲；

所述输出电压基准信号和所述第一电压阈值信号均与所述电能调节模块相关，所述充电电压基准信号和所述充电电流基准信号均与所述充电模块相关。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

通过整流电压误差生成模块，确定整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号，通过输出电压误差生成模块，确定电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，以及，通过欠压判断模块得到欠压判断电压信号；欠压判断电压信号用于表征所述整流模块电压信号的欠压情况；

基于电压环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，以及，基于电流环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号；

通过环路选择器，从所述欠压判断电压信号、所述第三电压误差信号和所述第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号；

基于脉冲宽度调制器和所述目标电压信号，生成用于控制所述充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲；

所述输出电压基准信号和所述第一电压阈值信号均与所述电能调节模块相关，所述充电电压基准信号和所述充电电流基准信号均与所述充电模块相关。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

通过整流电压误差生成模块，确定整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号，通过输出电压误差生成模块，确定电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，以及，通过欠压判断模块得到欠压判断电压信号；欠压判断电压信号用于表征所述整流模块电压信号的欠压情况；

基于电压环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，以及，基于电流环、所述第一电压误差信号和所述第二电压误差信号，确定所述充电模块向所述储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号；

通过环路选择器，从所述欠压判断电压信号、所述第三电压误差信号和所述第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号；

基于脉冲宽度调制器和所述目标电压信号，生成用于控制所述充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲；

所述输出电压基准信号和所述第一电压阈值信号均与所述电能调节模块相关，所述充电电压基准信号和所述充电电流基准信号均与所述充电模块相关。

上述电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法、电磁感应取能系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过确定整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号、电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，能够进一步确定出充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号和充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号，通过从表征整流模块电压信号的欠压情况的欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中确定出的目标电压信号，能够生成用于控制充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲；这样，能够综合考虑电能调节模块的输出、整流模块的输出以及充电模块的实际工作情况，生成合适的充电驱动脉冲，对储能电池进行合理的充电控制，因此提高了电磁感应取能系统的供电质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中电磁感应取能系统的示意图；

图2为一个实施例中充电控制系统的电路结构示意图；

图3为一个实施例中电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法的流程示意图；

图4为一个实施例中确定第一电压误差信号的步骤的流程示意图；

图5为一个实施例中确定第二电压误差信号的步骤的流程示意图；

图6为一个实施例中得到欠压判断电压信号的步骤的流程示意图；

图7为一个实施例中确定第三电压误差信号的步骤的流程示意图；

图8为一个实施例中确定第四电压误差信号的步骤的流程示意图；

图9为一个实施例中生成用于控制充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲的步骤的流程示意图；

图10为一个实施例中确定出满足预设条件的目标电压信号的步骤的流程示意图；

图11为一个实施例中环路选择器的结构示意图；

图12为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。

本申请实施例提供的电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法，可以应用于如图1所示的电磁感应取能系统中。参阅图1，电磁感应取能系统包括整流模块、电能调节模块、充电模块、放电模块和储能电池，充电模块用于控制储能电池的充电，充电模块包括充电主电路和充电控制系统。其中，电流互感器套接于一次侧的交流输电线路上，电流互感器的二次侧感应出交流电；电流互感器的二次侧输出的交流电经过整流模块变换成直流电，该直流电再经过电能调节模块变换成稳定的直流电，一方面给负载提供稳定的电能，另一方面经过充电模块给储能电池充电。当交流输电线路的电流过低，或电网故障，导致电能调节模块输出的电能不足以支撑负载的功率需求时，储能电池通过放电模块给负载提供电能。

具体地，参阅图1，电流互感器的二次侧输出的交流电经过整流模块变换成直流电，整流模块输出整流模块电压信号

优选地，整流模块可以用不可控整流桥实现。

优选地，电能调节模块的主电路可以用反激变换器实现，可选LT8302芯片作为反激变换器的控制器。LT8302芯片的供电电压由整流模块输出电压，也就是电能调节模块的输入电压提供。LT8302芯片的最低工作电压约为3V，因此电能调节模块的欠压锁定值U

优选地，充电主电路可以用同步整流Buck变换器实现。

进一步地，如图2所示，充电控制系统包括整流电压误差生成模块、输出电压误差生成模块、欠压判断模块、电压环、电流环、环路选择器和脉冲宽度调制器。

在一示例性实施例中，如图3所示，提供了一种电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法，本实施例以该方法应用于如图1所示的电磁感应取能系统进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于控制电磁感应取能系统的服务器或终端，还可以应用于包括服务器和终端的系统，并通过服务器和终端的交互实现。其中，服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机和平板电脑等。本实施例中，该方法包括以下步骤：

步骤S302，通过整流电压误差生成模块，确定整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号，通过输出电压误差生成模块，确定电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，以及，通过欠压判断模块得到欠压判断电压信号。

其中，输出电压基准信号和第一电压阈值信号均与电能调节模块相关；输出电压基准信号是指电能调节模块输出的电能调节模块电压信号的基准值；第一电压阈值信号与电能调节模块的欠压锁定值相关。

其中，欠压判断电压信号用于表征整流模块电压信号的欠压情况，例如，用高电平电压信号表示整流模块电压信号非欠压，用低电平电压信号表示整流模块电压信号欠压。

具体地，参阅图2，电磁感应取能系统将整流模块输出的整流模块电压信号输入整流电压误差生成模块中，通过整流电压误差生成模块对整流模块电压信号和第一电压阈值信号的信号处理，得到整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号，同时，电磁感应取能系统将电能调节模块输出的电能调节模块电压信号输入输出电压误差生成模块中，通过输出电压误差生成模块对电能调节模块电压信号和输出电压基准信号的信号处理，得到电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，此外，电磁感应取能系统将整流模块电压信号输入欠压判断模块中，通过欠压判断模块判断整流模块电压信号是否欠压，并根据整流模块电压信号的欠压情况输出欠压判断电压信号。

步骤S304，基于电压环、第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，以及，基于电流环、第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号。

其中，充电电压基准信号和充电电流基准信号均与充电模块相关；充电电压基准信号是指充电模块输出的充电模块电压信号的基准值；充电电流基准信号是指充电模块输出的充电模块电流信号的基准值。

具体地，电磁感应取能系统将充电模块向储能电池输出的充电模块电压信号输入电压环中，通过电压环对充电模块电压信号、充电电压基准信号、第一电压误差信号以及第二电压误差信号的信号处理，得到充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，同时，电磁感应取能系统将充电模块向储能电池输出的充电模块电流信号输入电流环中，通过电流环对充电模块电流信号、充电电流基准信号第一电压误差信号以及第二电压误差信号的信号处理，得到充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号。

步骤S306，通过环路选择器，从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号。

具体地，电磁感应取能系统将欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号输入环路选择器中，通过环路选择器，从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中，选出对应的信号值最小的电压信号，作为满足预设条件的目标电压信号。

步骤S308，基于脉冲宽度调制器和目标电压信号，生成用于控制充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲。

具体地，电磁感应取能系统将环路选择器选择出的目标电压信号输入脉冲宽度调制器中，通过脉冲宽度调制器，确定待生成的充电驱动脉冲对应的目标占空比，然后根据目标占空比生成对应的充电驱动脉冲，并将充电驱动脉冲发送至充电主电路，以控制充电主电路的充电功率，从而实现对储能电池的充电控制。

上述电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法中，电磁感应取能系统通过确定整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号、电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，能够进一步确定出充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号和充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号，通过从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中确定出的目标电压信号，能够生成用于控制充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲；这样，能够综合考虑电能调节模块的输出、整流模块的输出以及充电模块的输出的实际情况，生成合适的充电驱动脉冲，对储能电池进行合理的充电控制，因此提高了电磁感应取能系统的供电质量。

在一示例性实施例中，如图4所示，上述步骤S302中，通过整流电压误差生成模块，确定整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号，具体包括以下步骤：

步骤S402，通过整流电压误差生成模块，对整流模块电压信号进行采样，得到采样整流模块电压信号，并确定第一电压阈值信号与采样整流模块电压信号之间的第一差值信号。

步骤S404，对第一差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第一差值信号，作为整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号。

具体地，参阅图2，电磁感应取能系统将整流模块电压信号

举例说明，第一电压误差信号

（公式 1）

优选地，第一电压阈值信号

如图5所示，上述步骤S302中，通过输出电压误差生成模块，确定电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，具体包括以下步骤：

步骤S502，通过输出电压误差生成模块，对电能调节模块电压信号进行采样，得到采样电能调节模块电压信号，并确定输出电压基准信号与采样电能调节模块电压信号之间的第二差值信号。

步骤S504，对第二差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第二差值信号，作为电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号。

具体地，参阅图2，电磁感应取能系统将电能调节模块电压信号

举例说明，第二电压误差信号

（公式 2）

本实施例中，电磁感应取能系统通过整流电压误差生成模块对整流模块电压信号和第一电压阈值信号的信号处理，以及输出电压误差生成模块对电能调节模块电压信号和输出电压基准信号的信号处理，能够得到整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号和电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号，从而便于后续根据整流模块和电能调节模块的实际工作情况生成合适的充电驱动脉冲，对储能电池进行合理的充电控制，因此提高了电磁感应取能系统的供电质量。

如图6所示，在一示例性实施例中，上述步骤S302中，通过欠压判断模块得到欠压判断电压信号，具体包括以下步骤：

步骤S602，通过欠压判断模块，对采样整流模块电压信号和第二电压阈值信号进行数值上的比较。

步骤S604，在采样整流模块电压信号对应的信号值大于第二电压阈值信号对应的信号值的情况下，将高电平电压信号确定为欠压判断模块输出的欠压判断电压信号。

步骤S606，在采样整流模块电压信号对应的信号值小于或者等于第二电压阈值信号对应的信号值的情况下，将低电平电压信号确定为欠压判断模块输出的欠压判断电压信号。

其中，第二电压阈值信号与电能调节模块相关；第二电压阈值信号与电能调节模块的欠压锁定值相关。

具体地，参阅图2，电磁感应取能系统将整流电压误差生成模块对整流模块电压信号进行采样得到的采样整流模块电压信号

欠压判断模块在采样整流模块电压信号

欠压判断模块在采样整流模块电压信号

进一步地，欠压判断模块可以用比较器实现，电磁感应取能系统将采样整流模块电压信号

优选地，第二电压阈值信号

进一步地，可以设置

本实施例中，电磁感应取能系统通过欠压判断模块能够对整流模块电压信号的欠压情况进行判断，并输出相应的、表征整流模块电压信号的欠压情况的欠压判断电压信号，从而便于后续基于整流模块电压信号的欠压情况，生成合适的充电驱动脉冲，对储能电池进行合理的充电控制，因此提高了电磁感应取能系统的供电质量。

在一示例性实施例中，如图7所示，上述步骤S304中，基于电压环、第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，具体包括以下步骤：

步骤S702，通过电压环，对充电模块电压信号进行采样，得到采样充电模块电压信号，并基于第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定采样充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三差值信号。

步骤S704，对第三差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第三差值信号，作为充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号。

具体地，参阅图2，电磁感应取能系统将充电模块电压信号

举例说明，电压环通过计算充电电压基准信号

（公式 3）

如图8所示，上述步骤S304中，基于电流环、第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号，具体包括以下步骤：

步骤S802，通过电流环，对充电模块电流信号进行采样，得到采样充电模块电流信号，并基于第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定采样充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四差值信号。

步骤S804，对第四差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第四差值信号，作为充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号。

需要说明的是，为涉及到电流、电压信号的比较和运算，为了统一单位，将电流信号（充电模块电流信号、充电电流基准信号）转换成对应的电压信号来进行数字信号处理。

具体地，参阅图2，电磁感应取能系统将充电模块电流信号

举例说明，电流环通过计算充电电流基准信号

（公式 4）

本实施例中，电磁感应取能系统通过电压环对充电模块电压信号、充电电压基准信号、第一电压误差信号以及第二电压误差信号的信号处理，以及通过电流环对充电模块电流信号、充电电流基准信号、第一电压误差信号以及第二电压误差信号的信号处理，能够得到充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号，以及充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号，从而便于后续根据充电模块的实际工作情况生成合适的充电驱动脉冲，对储能电池进行合理的充电控制，因此提高了电磁感应取能系统的供电质量。

如图9所示，在一示例性实施例中，上述步骤S308，基于脉冲宽度调制器和目标电压信号，生成用于控制充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲，具体包括以下步骤：

步骤S902，通过脉冲宽度调制器，确定目标电压信号对应的信号值和充电模块输出的锯齿波信号的峰峰值之间的比值。

步骤S904，根据目标电压信号对应的信号值与锯齿波信号的峰峰值之间的比值，确定目标占空比。

步骤S906，生成与目标占空比对应的充电驱动脉冲。

具体地，参阅图2，电磁感应取能系统将目标电压信号

（公式 5）

进一步地，脉冲宽度调制器可以用比较器实现，电磁感应取能系统将目标电压信号

本实施例中，电磁感应取能系统通过脉冲宽度调制器，根据目标电压信号确定待生成的充电驱动脉冲对应的目标占空比，并根据目标占空比生成对应的充电脉冲驱动，由于目标电压信号是根据整流模块、电能调节模块以及充电模块的实际工作情况来确定的，因此基于目标占空比能够综合考虑整流模块、电能调节模块以及充电模块的实际工作情况，生成合适的充电驱动脉冲，对储能电池进行合理的充电控制，从而提高了电磁感应取能系统的供电质量。

如图10所示，在一示例性实施例中，上述步骤S306，通过环路选择器，从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号，具体包括以下步骤：

步骤S1002，通过环路选择器，对欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号进行数值上的排序，得到排序结果。

步骤S1004，根据排序结果，从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中，确定出对应的信号值小于其余电压信号对应的信号值的电压信号，作为满足预设条件的目标电压信号。

具体地，参阅图2，电磁感应取能系统将欠压判断电压信号

举例说明，当欠压判断电压信号

进一步地，如图11所示，环路选择器可以用三个二极管、上拉电阻与稳压源构成环路实现。

本实施例中，电磁感应取能系统通过环路选择器，从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号，能够便于后续综合考虑整流模块、电能调节模块充电模块的实际工作情况，生成合适的充电驱动脉冲，对储能电池进行合理的充电控制，因此提高了电磁感应取能系统的供电质量。

在一示例性实施例中，提供了另一种电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法，以该方法应用于如图1所示的电磁感应取能系统为例进行说明，包括以下步骤：

通过整流电压误差生成模块，对整流模块电压信号进行采样，得到采样整流模块电压信号，并确定第一电压阈值信号与采样整流模块电压信号之间的第一差值信号，对第一差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第一差值信号，作为整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号。

通过输出电压误差生成模块，对电能调节模块电压信号进行采样，得到采样电能调节模块电压信号，并确定输出电压基准信号与采样电能调节模块电压信号之间的第二差值信号，对第二差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第二差值信号，作为电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号。

通过欠压判断模块，对采样整流模块电压信号和第二电压阈值信号进行数值上的比较，在采样整流模块电压信号对应的信号值大于第二电压阈值信号对应的信号值的情况下，将高电平电压信号确定为欠压判断模块输出的欠压判断电压信号；在采样整流模块电压信号对应的信号值小于或者等于第二电压阈值信号对应的信号值的情况下，将低电平电压信号确定为欠压判断模块输出的欠压判断电压信号。

通过电压环，对充电模块电压信号进行采样，得到采样充电模块电压信号，并基于第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定采样充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三差值信号，对第三差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第三差值信号，作为充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号。

通过电流环，对充电模块电流信号进行采样，得到采样充电模块电流信号，并基于第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定采样充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四差值信号，对第四差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第四差值信号，作为充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号。

通过环路选择器，从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中，确定出对应的信号值小于其余电压信号对应的信号值的电压信号，作为满足预设条件的目标电压信号。

通过脉冲宽度调制器，确定目标电压信号对应的信号值和充电模块输出的锯齿波信号的峰峰值之间的比值，根据目标电压信号对应的信号值与锯齿波信号的峰峰值之间的比值，确定目标占空比，生成与目标占空比对应的充电驱动脉冲。

本实施例中，当电流互感器的一次侧交流输电电流较高时，二次侧可以感应较高的电能，因此整流模块输出较高的电压

当电流互感器的一次侧交流输电电流较低时，二次侧感应到的电能较低，因此整流模块输出较低的电压

如果电能调节模块输出的电压

基于上述过程的电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法，能够在保证电流互感器一次侧电流大范围波动，即二次侧输出功率大范围波动时，通过电磁感应取能系统中的各个模块的实际情况实时调节充电主电路的充电驱动脉冲的占空比，进而实时调节充电主电路的充电功率，实现对储能电池的及时充电与快速充电，并维持电能调节模块输出电压的稳定性，为负载提供稳定可靠的电能。

为了更清晰阐明本申请实施例提供的电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法，以下以一个具体的实施例对该电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法进行具体说明，但应当理解的是，本申请实施例并不限于此。在一示例性实施例中，本申请又提供了一种电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法，具体包括以下内容：

参阅图2，在本实施例提供的电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法中：

整流电压误差生成模块将整流模块的输出的整流模块电压信号

输出电压误差生成模块将电能调节模块输出的电能调节模块电压信号

电压环将充电模块输出的充电模块电压信号

电流环将充电模块输出的充电模块电流信号

欠压判断模块对采样整流模块电压信号

环路选择器将电压环输出的第三电压误差信号

脉冲宽度调制器生成充电驱动脉冲

本实施例中，能够综合考虑整流模块、电能调节模块以及充电模块的实际工作情况，生成合适的充电驱动脉冲，对储能电池进行合理的充电控制，因此提高了电磁感应取能系统的供电质量。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法的电磁感应取能系统。该系统所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个电磁感应取能系统实施例中的具体限定可以参见上文中对于电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法的限定，在此不再赘述。

参阅图1和图2，本申请提供了一种电磁感应取能系统，包括整流模块、电能调节模块、充电模块和储能电池，充电模块用于控制储能电池的充电，充电模块包括充电主电路和充电控制系统；充电控制系统包括整流电压误差生成模块、输出电压误差生成模块、欠压判断模块、电压环、电流环、环路选择器和脉冲宽度调制器。

整流电压误差生成模块，用于确定整流模块输出的整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号。

输出电压误差生成模块，用于确定电能调节模块输出的电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号。

欠压判断模块，用于得到欠压判断电压信号；欠压判断电压信号用于表征整流模块电压信号的欠压情况。

电压环，用于基于第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号。

电流环，用于基于第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定充电模块向储能电池输出的充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号。

环路选择器，用于从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中，确定出满足预设条件的目标电压信号。

脉冲宽度调制器，用于基于目标电压信号，生成用于控制充电主电路的充电功率的充电驱动脉冲。

输出电压基准信号和第一电压阈值信号均与电能调节模块相关，充电电压基准信号和充电电流基准信号均与充电模块相关。

在一示例性实施例中，整流电压误差生成模块，还用于对整流模块电压信号进行采样，得到采样整流模块电压信号，并确定第一电压阈值信号与采样整流模块电压信号之间的第一差值信号；对第一差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第一差值信号，作为整流模块电压信号与第一电压阈值信号之间的第一电压误差信号。

输出电压误差生成模块，还用于对电能调节模块电压信号进行采样，得到采样电能调节模块电压信号，并确定输出电压基准信号与采样电能调节模块电压信号之间的第二差值信号；对第二差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第二差值信号，作为电能调节模块电压信号与输出电压基准信号之间的第二电压误差信号。

在一示例性实施例中，欠压判断模块，还用于对采样整流模块电压信号和第二电压阈值信号进行数值上的比较；第二电压阈值信号与电能调节模块相关；在采样整流模块电压信号对应的信号值大于第二电压阈值信号对应的信号值的情况下，将高电平电压信号确定为欠压判断模块输出的欠压判断电压信号；在采样整流模块电压信号对应的信号值小于或者等于第二电压阈值信号对应的信号值的情况下，将低电平电压信号确定为欠压判断模块输出的欠压判断电压信号。

在一示例性实施例中，电压环还用于对充电模块电压信号进行采样，得到采样充电模块电压信号，并基于第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定采样充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三差值信号；对第三差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第三差值信号，作为充电模块电压信号与充电电压基准信号之间的第三电压误差信号。

电流环，还用于对充电模块电流信号进行采样，得到采样充电模块电流信号，并基于第一电压误差信号和第二电压误差信号，确定采样充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四差值信号；对第四差值信号进行增益处理，得到增益处理后的第四差值信号，作为充电模块电流信号与充电电流基准信号之间的第四电压误差信号。

在一示例性实施例中，脉冲宽度调制器，还用于确定目标电压信号对应的信号值和充电模块输出的锯齿波信号的峰峰值之间的比值；根据目标电压信号对应的信号值与锯齿波信号的峰峰值之间的比值，确定目标占空比；生成与目标占空比对应的充电驱动脉冲。

在一示例性实施例中，环路选择器，还用于通过环路选择器，对欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号进行数值上的排序，得到排序结果；根据排序结果，从欠压判断电压信号、第三电压误差信号和第四电压误差信号中，确定出对应的信号值小于其余电压信号对应的信号值的电压信号，作为满足预设条件的目标电压信号。

上述电磁感应取能系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个示例性的实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口(Input/Output，简称I/O）和通信接口。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电磁感应取能系统的储能电池充电控制方法。

本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个示例性的实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。