[发明专利]一种适应宽负载范围的无线充电线圈串联补偿设计方法

摘要

本发明公开了一种适应宽负载范围的无线充电线圈串联补偿设计方法，包括以下步骤:一、设计无线充电线圈副边补偿电容与线圈副边自感谐振补偿；二、根据系统要求的线圈输出功率确定原边补偿电容的最大值；三、根据系统允许的线圈副边输出电压的最大值确定原边补偿电容的最小值。本发明的补偿设计方法简单可行，相比于传统的设计方法，不需要增加额外的控制即可实现系统在轻载或空载时正常工作，只需适当增大线圈原边补偿电容的容值即可。不增加系统的复杂程度，不增加成本，不影响线圈的效率。

主权项

1. 一种适应宽负载范围的无线充电线圈串联补偿设计方法，其特征在于，串联补偿线圈功率发射端由高频电源、补偿电容和线圈原边串联组成；功率接受端由线圈副边、补偿电容和负载串联组成，采用线圈原边自感欠补偿，线圈副边自感完全补偿的设计方法，具体如下：在确定了系统的工作角频率、线圈的原边自感L₁、副边自感L₂、互感M后，由线圈副边自感谐振补偿可得副边补偿电容C₂的取值为根据无线充电线圈串联补偿等效电路，忽略线圈寄生电阻的影响，求得负载电阻RL变化时，线圈能够输出的最大功率为：为保证能够输出所需功率，可得原边补偿电容C1的最大值为其中U1为线圈原边输入高频方波的基波有效值，P为系统要求线圈输出的额定功率；根据无线充电线圈串联补偿等效电路，忽略线圈寄生电阻的影响，求得负载电阻RL变化时，线圈副边最大输出电压为：为保证系统空载时仍能正常工作，可得原边补偿电容C1的最小值为其中Umax为系统允许的线圈副边最大输出电压有效值；根据实际情况，在范围内选取合适的C₁取值即可。