[发明专利]基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统及参数设计方法

权利要求书

1.一种基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统，其特征在于，所述的充电系统包括直流电压源、逆变电路、LCCL-LC补偿网络、整流电路、负载，所述的LCCL-LC补偿网络包括初级电路中的补偿电感L₁、补偿电容C₁、补偿电容C_p、初级线圈L_p和次级电路中的次级线圈L_s、补偿电容C_s，其中，初级线圈L_p和次级线圈L_s组成松耦合变压器，初级线圈L_p通过电磁感应将电能传输到次级线圈L_s；补偿电容C_p与初级线圈L_p串联，抵消掉初级线圈L_p的部分自感，得到等效电感L；补偿电容C₁和等效电感L构成并联谐振回路，补偿电感L₁串联在逆变电路的输出端，补偿电容C_s和次级线圈L_s构成串联谐振回路；

直流电压源与逆变电路连接，直流电压源将直流电输入到逆变电路后，由逆变电路转化为高频交流电；高频交流电经过由补偿电感L₁、补偿电容C₁、补偿电容C_p组成的初级电路后传输到初级线圈L_p；在松耦合变压器中初级线圈L_p通过电磁感应将电能传输到次级线圈L_s，然后经过串联补偿电容C_s，最后经过整流电路得到直流电，实现恒压输出给负载R供电。

2.根据权利要求1所述的基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统，其特征在于，所述的初级线圈L_p等于次级线圈L_s，补偿电容C_p抵消掉初级线圈L_p的部分自感，得到的等效电感L满足并且补偿电感L₁等于等效电感L，其中ω为谐振频率。

3.根据权利要求2所述的一种基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统，其特征在于，所述的谐振频率

4.根据权利要求1所述的基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统，其特征在于，所述的初级线圈L_p和次级线圈L_s的相对位置保持固定，即互感M保持恒定。

5.根据权利要求4所述的基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统，其特征在于，负载电压U_R与直流输入电压U之比，即电压增益

6.根据权利要求1所述的基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统，其特征在于，所述的逆变电路采用PWM控制的全桥逆变电路，利用PWM控制全桥逆变电路开关管的通断来控制工作频率和占空比。

7.根据权利要求1所述的基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统，其特征在于，所述的补偿电感L₁采用铁氧体电感，所述的补偿电容C₁和补偿电容C_p采用薄膜电容。

8.根据权利要求1所述的基于LCCL-LC补偿的恒压无线充电系统，其特征在于，所述的松耦合变压器中初级线圈L_p和次级线圈L_s采用一对带磁芯的平面式线圈。