[发明专利]基于频率分岔特性的IPT系统参数优化方法

权利要求书

1.基于频率分岔特性的IPT系统参数优化方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1，根据实际要求建立IPT系统模型，设定该系统的软开关频率f、原边电感值L_p和副边电感值L_s；

S2，根据设定的软开关频率f、原边电感值L_p和副边电感值L_s，选取副边谐振补偿电容C_s的值；

S3，基于交流阻抗分析法计算得到原边补偿电容初始值

S4，根据所建立的IPT系统中原边电感值L_p、副边电感值L_s、副边谐振补偿电容C_s和原边补偿电容初始值进行仿真，得到该IPT系统的初步软开关频率分岔图；

S5，保持原边电感值L_p、副边电感值L_s和副边谐振补偿电容C_s不变，在原边补偿电容初始值附近取原边补偿电容试探值，并通过频闪映射建模及计算机仿真得到该原边补偿电容试探值下的简单软开关频率分岔图，直到该简单软开关频率分岔图呈标准叉形分岔图时，将此时的原边补偿电容试探值作为原边补偿电容优化值C_p。

2.根据权利要求1所述的基于频率分岔特性的IPT系统参数优化方法，其特征在于,还包括如下步骤:

S6，对参数优化过的IPT系统进行频闪映射建模，画出完整精细的软开关频率分岔图，进行验证原边补偿电容优化值C_p是否使得该IPT系统软开关频率分岔图符合标准叉形分岔图要求，如果符合，则设计完成，如果不符合，重复执行步骤S5，直到原边补偿电容优化值C_p符合要求为止。

3.根据权利要求1所述的基于频率分岔特性的IPT系统参数优化方法，其特征在于,该IPT系统为SS型拓扑IPT系统时，所述步骤S3包括以下步骤：

S3-1，对IPT系统用阻抗分析法进行分析，

得副边总阻抗为：R_L为该IPT系统的负载，ω为该IPT系统工作的角频率；

等效到原边的副边反射阻抗为：其中，M为互感系数；

系统总阻抗为：R_p为原边电感和线路的阻抗；

S3-2，当实现功率的最大传输时，IPT系统副边处于完全谐振模式下，系统的固有谐振频率

S3-3，令系统总阻抗虚部为0，得到原边补偿电容粗略值

S3-4，由步骤S3-2和步骤S3-3中两式得到原边补偿电容粗略值。

4.根据权利要求1所述的基于频率分岔特性的IPT系统参数优化方法，其特征在于,所述步骤S5包括以下步骤：

S5-1，保持原边电感值L_p、副边电感值L_s和副边谐振补偿电容C_s不变；

S5-2，根据初步软开关频率分岔图的分岔类型调整得到原边补偿电容优化值C_p的取值范围，通过频闪映射建模，并将该取值范围内的任意值作为原边补偿电容试探值代入该模型中，进行仿真得到简单软开关频率分岔图，如果所得到的简单软开关频率分岔图为标准叉形分岔图，那么此时的原边补偿电容试探值即为原边补偿电容优化值C_p，如果所得到的简单软开关频率分岔图为非标准叉形分岔图，则执行步骤S5-3；

S5-3，通过重复步骤S5-2计算软开关频率分岔图，进行多次迭代运算，直到系统简单软开关频率分岔图呈标准叉形分岔图时，停止迭代运算，得到原边补偿电容优化值C_p。

5.根据权利要求4所述的基于频率分岔特性的IPT系统参数优化方法，其特征在于,该IPT系统为SS型拓扑IPT系统时，步骤S5-3中，如果所得到的简单软开关频率分岔图是上端连续型，则增大原边补偿电容试探值；如果所得到的简单软开关频率分岔图是下端连续型，则减小原边补偿电容试探值。