[发明专利]基于双侧LC网络的ECPT系统及其参数设计方法

权利要求书

1.一种基于双侧LC网络的ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：构建一种基于双侧LC网络的ECPT系统，所述系统包括直流电源、全桥逆变电路、并联型LC网络、由两对耦合极板构成的电场耦合结构、串联型LC网络、整流滤波电路以及负载，其中，所述直流电源连接所述全桥逆变电路，为所述全桥逆变电路提供直流电，所述并联型LC网络由谐振电感L₁与谐振电容C₁构成，所述谐振电感L₁的一端连接所述全桥逆变网络的第一输出端，所述谐振电感L₁的另一端通过所述谐振电容C₁连接所述全桥逆变网络的第二输出端，在所述谐振电容C₁的两端各自连接有一块发射极板，所述串联型LC网络由谐振电感L₂与谐振电容C₂构成，在所述谐振电容C₂的两端各自连接有一块接收极板，发射极板与接收极板一一对应耦合实现能量无线传输，所述谐振电容C₂的一端通过所述谐振电感L₂连接所述整流滤波电路的第一输入端，所述谐振电容C₂的另一端连接所述整流滤波电路的第二输入端，在所述整流滤波电路的两个输出端之间连接所述负载，设定负载阻值R_L、输出功率P_out、系统运行频率f以及耦合机构等效电容C_s；

S2：计算所述串联型LC网络的效率η₂；

S3：判断η₂是否大于设定的效率阈值，如果是，则进入步骤S5，否则，进入步骤S4；

S4：在所述整流滤波电路后配置有源阻抗变换电路以调节等效输出负载R_e，随后跳转至步骤S2；

S5：计算阻值增益G_r；

S6：计算串联型LC网络的谐振电容C₂和谐振电感L₂；

S7：由所述全桥逆变电路中MOSFET管的极限漏源电压、谐振电感L₁的上限电感值及并联型LC网络输入电流的全谐波畸变率共同确定电压增益G_V，式中，m代表谐波的阶数，n取值大于7即可包括谐波中90％以上的能量；

S8：计算并联型LC网络的谐振电容C₁和谐振电感L₁；

S9：计算直流电压输入U_dc；

S10：确定最终系统参数。

2.根据权利要求1所述的基于双侧LC网络的ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，步骤S2中所述串联型LC网络的效率式中，P_in2为注入接收单元的输入功率，U_e为串联型LC网络的等效输出电压，P_loss2为电感的损耗功率，R_e为整流滤波电路与负载R_L的等效交流电阻，即等效输出负载，R_e＝8R_L/π²。

3.根据权利要求1所述的基于双侧LC网络的ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，步骤S5中串联型LC网络的阻值增益式中，R_2p为R_p极小值对应的接收单元等效输入电阻的阻值，R_p为耦合机构与接收单元的串联等效电路的并联等效电路对应的接收单元等效输入电阻的阻值，R_Cs为耦合机构的介质损耗等效电阻的阻值，γ为介质损耗正切值，ω为系统的工作角频率，ω＝2πf。

4.根据权利要求1所述的基于双侧LC网络的ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，步骤S6中串联型LC网络的谐振电容谐振电感