[发明专利]一种阻抗匹配器的设计及工作方法

说明书

本发明公开了一种阻抗匹配器的设计及工作方法，属于阻抗匹配技术领域。所述方法包括以下步骤：(1)计算匹配网络参数，搭建T型匹配网络；(2)通过阻抗测量电路得到输出导纳Y₂＝G₂+jB₂；(3)控制器计算所需参数并调整匹配网络使输出导纳与设定的输入导纳匹配。本发明方法设计简单，匹配精度较高，可减少传输过程中的能量损耗，提高系统效率。

技术领域

本发明属于阻抗匹配技术领域，具体涉及一种阻抗匹配器的设计及工作方法。

背景技术

阻抗匹配可以提高系统的输出效率，降低损耗。如在电动汽车无线充电中，需要对发射端做射频段大功率阻抗匹配。无线充电的负载受许多因素影响，若能进行阻抗匹配则将极大程度提高充电效率。

本方法根据输入输出电导的范围，通过简单的计算即可设计出一个可自动匹配的阻抗匹配器，具备一定推广性。

发明内容

本发明提供一种阻抗匹配器的设计及工作方法，以解决现有阻抗匹配器的设计过程复杂，系统传输效率低，损耗高等问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种阻抗匹配器的设计及工作方法，包括以下步骤：

(1)计算匹配网络参数，搭建T型匹配网络；

(2)通过阻抗测量电路得到输出导纳Y₂＝G₂+jB₂；

(3)控制器计算所需参数并调整匹配网络使输出导纳与设定的输入导纳匹配。

进一步地，步骤(1)中计算匹配网络参数的设计方法，包括以下步骤：

步骤a：确定输入电导G₁与输出电导G₂的范围；

步骤b：确定品质因数Q范围；

步骤c：根据G₁、G₂、Q确定匹配网络中第一可调电感器L₁、第二可调电感器L₂和可调电容器C的取值范围；

步骤d：确定第一可调电感器L₁、第二可调电感器L₂和可调电容器C各级参数，并使其组成一个L-C-L的T型网络。

进一步地，步骤b中所述品质因数Q需满足：

式中为输入输出电导比。

进一步地，步骤c中所述L₁、L₂和C的取值范围方法如下：

公式(2)中ω表示交流电源的工作角频率，1/C表示可调电容器C容值的倒数，取Q＝Q_MAX，G₁＝G_1MAX，G₂＝G_2MAX代入上式得到L_1MIN、L_2MIN、(1/C)_MIN，取Q＝Q_MIN，G₁＝G_1MIN，G₂＝G_2MIN代入上式得到L_1MAX、L_2MAX、(1/C)_MAX，其中下标MAX代表该参数的最大值，MIN代表该参数的最小值。

进一步地，步骤d中确定第一可调电感器L₁、第二可调电感器L₂和可调电容器C各级参数方法如下：