[发明专利]无线电能传输系统补偿拓扑结构

摘要

无线电能传输系统补偿拓扑结构，涉及一种无线电能传输系统补偿拓扑结构，本发明为解决现有无线电能传输系统补偿拓扑结构补偿器件数量较多、系统成本较高、功率密度较低的问题。S/CLC补偿拓扑包括原边串联补偿电容、松耦合变压器、副边并联补偿电容、副边串联补偿电感和移相电容；原边串联补偿电容连接全桥逆变器，原边串联补偿电容连接松耦合变压器原边自感，松耦合变压器原边自感连接全桥逆变器，松耦合变压器副边自感连接副边并联补偿电容和副边串联补偿电感，松耦合变压器副边自感连接副边并联补偿电容、移相电容和全波整流器，副边串联补偿电感连接移相电容和全波整流器。本发明用于无线电能传输。

主权项

1.无线电能传输系统补偿拓扑结构，该拓扑结构包括直流输入电压源Uin、全桥逆变器(1)、S/CLC补偿拓扑(2)、全波整流器(3)、滤波电感LF、滤波电容CF和负载电阻RL；全桥逆变器(1)的一个直流输入端连接直流输入电压源Uin的正极，全桥逆变器(1)的另一个直流输入端连接直流输入电压源Uin的负极；S/CLC补偿拓扑(2)包括原边串联补偿电容C1、松耦合变压器、副边并联补偿电容C2、副边串联补偿电感L1和移相电容C3；原边串联补偿电容C1的一端连接全桥逆变器(1)的一个交流输出端，原边串联补偿电容C1的另一端连接松耦合变压器原边自感LP的一端，松耦合变压器原边自感LP的另一端连接全桥逆变器(1)的另一个交流输出端，松耦合变压器副边自感LS的一端同时连接副边并联补偿电容C2的一端和副边串联补偿电感L1的一端，松耦合变压器副边自感LS的另一端同时连接副边并联补偿电容C2的另一端、移相电容C3的一端和全波整流器(3)的一个交流输入端，副边串联补偿电感L1的另一端同时连接移相电容C3的另一端和全波整流器(3)的另一个交流输入端；滤波电感LF的一端连接全波整流器(3)的一个直流输出端，滤波电感LF的另一端同时连接滤波电容CF的一端和负载电阻RL的一端，全波整流器(3)的另一个直流输出端同时连接滤波电容CF的另一端和负载电阻RL的另一端；其特征在于，S/CLC补偿拓扑(2)的参数选择包括串联补偿电容C1、副边并联补偿电容C2、副边串联补偿电感L1和移相电容C3的值；参数选择依据如下：步骤1、根据给定参数确定系统工作角频率ωS、松耦合变压器原边自感LP、副边自感LS和耦合系数k；给定参数包括系统输出功率PRL、尺寸、传输距离和质量；步骤2、当全桥逆变器(1)的移相角为0°时，根据式(1)求得副边串联补偿电感L1的值：式中，RL是负载电阻，Uin是直流输入电压；步骤3、分别根据式(2)、式(3)和式(4)求取原边串联补偿电容C1、副边并联补偿电容C2和移相电容C3的值：式中，C2a是和松耦合变压器副边漏感LSL谐振的电容，C2b是和副边串联补偿电感L1谐振的电容，C2a和C2b分别是C2的一部分；θ是全桥逆变器(1)中点电压超前输出电流的角度。