[发明专利]实现负载软切换的ECPT系统及其参数设计方法

权利要求书

1.一种实现负载软切换的ECPT系统，其特征在于，包括供电电源U_dc、全桥型谐振变换器、谐振电感L₁、谐振电感L₂、谐振电容C₁、由两对耦合极板构成的电场耦合机构、全桥式整流器、滤波电容C_f以及负载R_L，其中，所述供电电源U_dc与所述全桥型谐振变换器连接，提供直流电给所述全桥型谐振变换器；所述谐振电感L₂和谐振电容C₁并联，所述谐振电感L₁的一端连接所述全桥型谐振变换器的第一输出端，所述谐振电感L₁的另一端连接谐振电感L₂和谐振电容C₁的一个并联节点，谐振电感L₂和谐振电容C₁的另一个并联节点连接所述全桥型谐振变换器的第二输出端，在谐振电感L₂的两端各自连接有一块发射极板，在所述全桥式整流器的两个输入端各自连接一块接收极板，发射极板与接收极板一一对应耦合实现电能无线传输，所述全桥式整流器的两个输出端依次与滤波电容C_f以及负载R_L相连，并且令所述谐振电感L₁与所述谐振电感L₂的电感值相等，所述谐振电容C₁与所述电场耦合机构的等效电容C_s的电容值相等。

2.如权利要求1所述的实现负载软切换的ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：构建所述实现负载软切换的ECPT系统；

S2：设定系统参数U_dc和R_L，其中，U_dc为供电电源电压，R_L为负载电阻；

S3：设定初始参数f和C_s，其中，f为系统的运行频率，C_s为电场耦合机构的等效电容；

S4：计算系统主要参数L₁、L₂和C₁；

S5：计算方波电压源输入下LCL网络输入电流的总谐波畸变率THD_i；

S6：判断总谐波畸变率THD_i是否小于设定的总谐波畸变率阈值，如果是，则进入步骤S7，否则跳转至步骤S3；

S7：给出满足负载软切换要求的系统参数L₁、L₂、C₁、f和C_s。

3.根据权利要求2所述的实现负载软切换的ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，步骤S4中谐振电感L₁与谐振电感L₂的电感值相等，即式中，ω为系统的工作角频率；谐振电容C₁的电容值与步骤S3中设定的电场耦合机构的等效电容C_s的电容值相等，即C₁＝C_s。

4.根据权利要求2所述的实现负载软切换的ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，步骤S5中总谐波畸变率式中，I₁为输入电流的基波分量的有效值，I_n为输入电流的奇次谐波分量的有效值。

5.根据权利要求2所述的实现负载软切换的ECPT系统的参数设计方法，将步骤S6中总谐波畸变率阈值设置为5％。