[发明专利]考虑信号与电能并行传输的ICPT系统谐振补偿参数优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑信号与电能并行传输的ICPT系统谐振补偿参数优化方法，包括：基于ICPT系统中原、副边干路与各支路以及各支路之间电流关系，ICPT系统中原、副边的阻抗，ICPT系统中的输出、输入功率以及电能传输效率建立数学模型；基于所述数学模型选取目标函数；确定所述目标函数的约束条件；基于所述数学模型、目标函数和约束条件对ICPT系统谐振补偿参数进行优化。在电能与信号同步传输的ICPT系统参数优化设计中，充分考虑了信号传输电路引入后的影响，使建模更加准确，为谐振补偿参数优化等研究工作提供了极大的方便，从而达到了提高电能传输效率的目的。

技术领域

本发明涉及无线电能传输领域，具体地，涉及一种考虑信号与电能并行传输的ICPT系统谐振补偿参数优化方法。

背景技术

感应耦合电能传输(Inductively Coupled Power Transfer，ICPT)系统作为一种新型供电方式已经逐步实现了近距离大功率无线电能传输、移动式ICPT系统电能传输和多负载ICPT系统电能传输，因此越来越受到广泛关注。ICPT系统电能传输常伴随信号传输的需求，利用电能传输通道进行信号传输，可以实现信号的高速传输，但是在同享通道下信号传输对电能传输的影响不能忽略，目前，在基于ICPT系统的电能与信号同步传输领域中，对系统的谐振参数优化只考虑电能传输本身，而并未考虑信号传输电路中的信号耦合线圈的影响，从而存在电能传输效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种考虑信号与电能并行传输的ICPT系统谐振补偿参数优化方法，以实现提高电能传输效率的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种考虑信号与电能并行传输的ICPT系统谐振补偿参数优化方法，包括：

基于ICPT系统中原、副边干路与各支路以及各支路之间电流关系，ICPT系统中原、副边的阻抗，ICPT系统中的输出、输入功率以及电能传输效率建立数学模型；

基于所述数学模型选取目标函数；

确定所述目标函数的约束条件；

基于所述数学模型、目标函数和约束条件对ICPT系统谐振补偿参数进行优化。

可选的，所述建立数学模型，包括：

基于信号与电能并行传输系统分析ICPT系统中原、副边干路电流和各支路电流间的等式关系；

在电能耦合线圈、信号拾取线圈和信号加载线圈的反射阻抗基础上，对ICPT系统中原、副边总阻抗进行计算，从而完成ICPT系统中原、副边的阻抗分析；

基于所述ICPT系统中原、副边的阻抗分析，分别求取ICPT系统的输入、输出功率，并将所述ICPT系统的输入、输出功率进行比值运算，从而得到电能传输效率关系式。

可选的，所述基于所述数学模型选取目标函数，包括：

将所述电能传输效率关系式作为目标函数。

可选的，所述确定所述目标函数的约束条件，包括：

在所述数学模型的基础上，基于信号耦合线圈影响因素进行计算，得到各电感电容的额定电压电流关系式；

基于所述各电感电容的额定电压电流关系式获取约束条件。

可选的，所述确定所述目标函数的约束条件，包括：

获取信号传输电路引入后对系统的影响；

基于对系统的影响确定所述约束条件。

可选的，在所述数学模型的基础上，基于信号耦合线圈影响因素进行计算，得到各电感电容的额定电压电流关系式中，所述各电感电容的额定电压电流关系式为：