[发明专利]对称式LCC谐振网络的ECPT系统及其参数设计方法

权利要求书

1.一种对称式LCC谐振网络的ECPT系统的参数设计方法，其系统包括直流电源、高频逆变电路、LC补偿网络、由两对耦合极板构成的耦合单元、CL补偿网络、整流滤波电路以及负载电阻R_L，其中，所述直流电源经由所述高频逆变电路转换为高频交流电，所述LC补偿网络由电感L₁以及电容C₁构成，所述电感L₁的一端连接所述高频逆变电路的第一输出端，所述电感L₁的另一端连接一块发射极板以及所述电容C₁的一端，所述电容C₁的另一端连接另一块发射极板以及所述高频逆变电路的第二输出端，所述CL补偿网络由电感L₂以及电容C₂构成，在所述电容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，电容C₂的一端与所述整流滤波电路的第一输入端连接，电容C₂的另一端与所述谐振电感L₂连接，所述电感L₂的另一端与所述整流滤波电路的第二输入端连接，在所述整流滤波电路的两个输出端之间连接所述负载电阻R_L，且令所述电容C₁等于电容C₂，所述电感L₁等于电感L₂，其特征在于，该系统的参数设计方法包括以下步骤：

S1：根据应用场景的需求来确定该系统的工作频率f，耦合单元等效电容C_s以及负载电阻R_L；

S2：根据下面公式计算系统参数：

所述谐振电感式中，系数k₁＝k₂＝k，k₁＝C₁/C_s，k₂＝C₂/C_s，ω为系统基波角频率；

当时，系统工作于ZPA状态，式中，品质因数Q＝ωL₂/R_eq，R_eq为等效交流电阻，且R_eq＝8R_L/π²；

所述谐振电容

根据需要选择最低次谐波分量，其角频率为ω_min，并确定与之对应的电压幅值增益上限k_min，即|T(jω_min)|≤k_min≤|T(jω)|，也即

S3：利用系统谐振工作点函数验证系统参数和系统鲁棒性：

S31：建立系统状态空间模型；

S32：建立系统频闪映射模型；

S33：分析系统参数变化对系统谐振工作点的影响。

2.根据权利要求1所述的对称式LCC谐振网络的ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，步骤S31中建立的系统状态空间模型为：其中，

式中，x＝[i₁ u₁ u₂ u_s i₂]^T为该系统的状态向量，u＝[u_i]为该系统的输入向量，为谐振电感L₁的等效串联电阻，为谐振电感L₂的等效串联电阻，为耦合单元等效电容C_s的等效串联电阻，tanδ为介质损耗角正切值。