[发明专利]具有强抗偏移能力的感应式无线电能传输系统

权利要求书

1.一种具有强抗偏移能力的感应式无线电能传输系统，其特征在于，包括逆变电路、原边补偿拓扑、松耦合变压器、副边补偿拓扑和整流电路；

逆变电路输出电压经原边补偿拓扑、松耦合变压器及副边补偿拓扑后，再经整流电路整流，提供给负载；

所述原边补偿拓扑包括补偿电容C₁、补偿电容C₂和补偿电感L₁；副边补偿拓扑包括补偿电容C₃和补偿电容C₄；

原边补偿拓扑的正极与负极之间依次连接补偿电感L₁和补偿电容C₁，补偿电感L₁与松耦合变压器原边同名端之间连接补偿电容C₂，松耦合变压器原边另一端连接原边补偿拓扑的负极；

松耦合变压器副边同名端连接补偿电容C₃的一端，补偿电容C₃的另一端作为副边补偿拓扑输出电压的正极，松耦合变压器副边另一端作为副边补偿拓扑输出电压的负极，补偿电容C₄连接在副边补偿拓扑输出电压的正极和负极之间；

将原边补偿拓扑、松耦合变压器和副边补偿拓扑等效为补偿拓扑受控源模型，根据补偿拓扑受控源模型得到副边补偿拓扑输出电压与原边补偿拓扑输入电压的比值关系，根据目标比值关系、松耦合变压器的原边线圈自感和副边线圈自感，确定对应于补偿电感L₁与补偿电容C₁的等效阻抗、对应于原边线圈自感与补偿电容C₂的等效阻抗、对应于副边线圈自感与补偿电容C₃的等效阻抗，以及对应于补偿电容C₄的等效阻抗。

2.根据权利要求1所述的具有强抗偏移能力的感应式无线电能传输系统，其特征在于，再根据补偿拓扑受控源模型，得到传输系统输入阻抗表达式；

根据对应于原边线圈自感与补偿电容C₂的等效阻抗和对应于副边线圈自感与补偿电容C₃的等效阻抗目标需求，获得对应于补偿电感L₁与补偿电容C₁的等效阻抗。

3.根据权利要求2所述的具有强抗偏移能力的感应式无线电能传输系统，其特征在于，

副边补偿拓扑输出电压与原边补偿拓扑输入电压的比值关系G为：

式中k为松耦合变压器的耦合系数，R_E为负载阻抗，u_ab为副边补偿拓扑输出电压，u_AB为原边补偿拓扑输入电压；F₁和F₂为中间变量；Z₁为对应于补偿电感L₁与补偿电容C₁的等效阻抗，Z₂为对应于原边线圈自感L_P与补偿电容C₂的等效阻抗，Z₃为对应于副边线圈自感L_S与补偿电容C₃的等效阻抗，Z₄为对应于补偿电容C₄的等效阻抗，Z_M为对应于原边线圈自感L_P与副边线圈自感L_S的等效阻抗。