[发明专利]具有恒流输出特性的无线电能传输用LC/S补偿拓扑电路

权利要求书

1.具有恒流输出特性的无线电能传输用LC/S补偿拓扑电路，其特征在于，它包括原边电源电路和副边负载电路，

原边电源电路包括直流电压源U_in、全桥逆变器、LC补偿电路和松耦合变压器的原边耦合线圈L_P，LC补偿电路包括原边补偿电感L₁和原边补偿电容C₁，

直流电压源U_in的正极连接全桥逆变器两个上桥臂的共联节点，直流电压源U_in的负极连接全桥逆变器两个下桥臂的共联节点，

原边补偿电感L₁的一端连接全桥逆变器的一个上、下桥臂的中点，原边补偿电容C₁的一端同时连接全桥逆变器的另一个上、下桥臂的中点和松耦合变压器的原边耦合线圈L_P的一端，原边补偿电感L₁的另一端同时连接原边补偿电容C₁的另一端和松耦合变压器的原边耦合线圈L_P的另一端，

副边负载电路包括松耦合变压器的副边耦合线圈L_S、副边补偿电容C₂、二极管全波整流桥、并联电容滤波器C_F和阻性负载R_L，

松耦合变压器的副边耦合线圈L_S的一端连接副边补偿电容C₂的一端，副边补偿电容C₂的另一端连接二极管全波整流桥的一个上、下桥臂的中点，松耦合变压器的副边耦合线圈L_S的另一端连接二极管全波整流桥的另一个上、下桥臂的中点，并联电容滤波器C_F的一端连接二极管全波整流桥的两个上桥臂的共联节点，并联电容滤波器C_F的另一端连接二极管全波整流桥两个下桥臂的共联节点，阻性负载R_L并联在电容滤波器C_F的两端。

2.根据权利要求1所述的具有恒流输出特性的无线电能传输用LC/S补偿拓扑电路，其特征在于，将直流电压源U_in和全桥逆变器等效为交流电压源U_AB，将二极管全波整流桥、并联电容滤波器C_F和阻性负载R_L用等效电阻R_E代替，松耦合变压器用互感模型代替，将原边补偿电容C₁分成电容C₁'和电容C₁”，电容C₁'和电容C₁”并联连接，

根据公式：

获得交流电压源U_AB的电压，

其中，U_in为直流输入电压，α为移相角；

根据公式：

获得等效电阻R_E的阻值，

其中，R_L为阻性负载；

根据公式：

获得松耦合变压器的互感M，

其中，k为松耦合变压器原、副边线圈耦合系数，L_P为原边耦合线圈自感，L_S为副边耦合线圈自感。

3.根据权利要求2所述的具有恒流输出特性的无线电能传输用LC/S补偿拓扑电路，其特征在于，原边补偿电感L₁的计算公式为：

式中，I_RL为负载电流，ω为工作角频率，

原边补偿电容C₁的计算公式为：

副边补偿电容C₂的计算公式为：

式中，β为超前角。