[发明专利]具有恒流恒压恒频特性的感应电能传输系统的设计方法

摘要

本发明公开一种具有恒流恒压恒频特性的感应电能传输系统的设计方法，以原边并联谐振电路、副边串联谐振电路的感应电能传输系统模型为研究对象，基于交流阻抗法，提出了原边谐振电流、系统谐振工作频率和负载输出电压恒定的条件，并按照该条件对谐振电路的参数进行综合设计，从而形成一种自身具有恒流恒压恒频特性的感应电能传输系统。其显著效果是：无需增加传统的闭环控制电路，就能自然地保证原边谐振电流、系统谐振工作频率和负载输出电压同时近似恒定，简化了系统结构，降低了生产成本。

主权项

1.一种具有恒流恒压恒频特性的感应电能传输系统的设计方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：建立感应电能传输系统模型，包括直流电源E_dc、直流电感L_dc、逆变电路、原边谐振电路、副边谐振电路以及负载电路，所述原边谐振电路是由发射线圈L_p和原边电容C_p组成的并联型谐振电路，所述副边谐振电路是由拾取线圈L_s和副边电容C_s组成的串联型谐振电路；步骤2：确定负载所需最大功率为P₀，额定输出电压为U_ac，负载电路等效电阻为R_eq，设定副边谐振电路的固有频率为ω₀，系统谐振工作频率为ω；步骤3：选择原边谐振电流I_p；步骤4：按照计算发射线圈L_p的电感值，按照计算原边电容C_p的电容值，按照计算系统互感系数M；步骤5：选择比例因子δ；步骤6：按照计算拾取线圈L_s的电感值，按照计算副边电容C_s的电容值；步骤7：判断是否满足条件（1）；条件（1）：Req>max(3M2LpLpCp,xM1LpCs,5LsCs|μ-1μ|),]]>其中，x为恒频因子，取值为3～5，如果满足，则进入步骤8；如果不满足，则设置δ＝δ+Δδ并返回步骤6，Δδ为比例因子增量；步骤8：判断是否满足条件（2）；条件（2）：P_max＞P₀，其中P_max为系统最大输出功率且Pmax=(MωoIp)2Req;]]>如果满足，则按照步骤4和步骤6所计算的参数设置发射线圈L_p、原边电容C_p、互感系数M、拾取线圈L_s以及副边电容C_s；如果不满足，则设置I_p＝I_p+ΔI并返回步骤4重新计算系统参数，其中ΔI为电流增量。