[发明专利]非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法

权利要求书

1.一种非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：构建拓扑结构优化的非接触供电电路：在单相全桥逆变器上加上辅助桥臂构成三相逆变器，三相逆变器通过三相补偿电路分别与三相原边线圈相连接，一个原边线圈与副边线圈相耦合，副边线圈通过单相整流电路与负载相连接；

步骤二：将单相整流电路等效为电流源，将三相逆变器和三相补偿电路等效为半桥电路，根据基尔霍夫定律和变压器原理计算原边线圈、副边线圈与三相补偿电路的复合谐振网络阻抗Z_in；

步骤三：对复合谐振网络阻抗Z_in求虚部并令虚部等于0，求解复合谐振网络频率f_T；不考虑电磁耦合的情况下，将三相原边线圈与三相补偿电路构成的原边谐振电路看作是带通滤波器，求解原边电路的固有阻抗Z_p，根据原边固有阻抗Z_p，求解原边电路的固有谐振频率f_p；将副边线圈和补偿电容构成的副边谐振电路看作是低通滤波器，求解副边电路的固有谐振频率f_s；

步骤四：为了使三相逆变器的开关管始终处于软开关工作状态：

(1)开关管的斩波频率f_v和副边电路的固有谐振频率f_s的关系应满足以下条件：f_vmax≤f_s≤2·f_vmin；f_vmin和f_vmax分别表示最小开关频率和最大开关频率；

(2)固有谐振频率f_p的两个正实根f_p1和f_p2，设f_p1f_p2，计算电感、电容的元件参数，选取元件使开关频率f_v满足条件：f_p1≤f_vmax≤f_s≤2·f_vimn；

(3)选取元件使复合谐振网络频率f_T的主谐振频率f_T1与斩波频率f_v满足关系式：f_T1≤f_vmin。

2.根据权利要求1所述的非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法，其特征在于，所述三相逆变器为三相方波逆变器，三相逆变器将直流电转化为高频交流电，由原边线圈、三相补偿电路、副边线圈传输到单相整流电路；辅助桥臂为开关管S₁和开关管S₂所在的桥臂，单相全桥逆变器包括开关管S₃-S₆，开关管S₃-S₄组成一个桥臂，开关管S₅-S₆组成一个桥臂，三个桥臂并联，开关管S₃-S₆上均反并联有二极管；在每个工作模式转换的过程中均产生对应的供电回路和续流回路，供电回路向续流回路供电，续流回路使待切换开关管反并联的二极管在工作模式转换过程中始终导通；副边线圈上并联有补偿电容。