[发明专利]对称式LCC谐振网络的ECPT系统及其参数设计方法有效

专利信息
申请号: 201710283269.9 申请日: 2017-04-26
公开(公告)号: CN106899212B 公开(公告)日: 2019-06-18
发明(设计)人: 苏玉刚;吴学颖;戴欣;叶兆虹;孙跃;王智慧;唐春森;朱婉婷 申请(专利权)人: 重庆大学
主分类号: H02M3/335 分类号: H02M3/335;H02M7/48
代理公司: 成都时誉知识产权代理事务所(普通合伙) 51250 代理人: 陈千
地址: 400044 *** 国省代码: 重庆;50
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摘要: 发明提供了一种对称式LCC谐振网络的ECPT系统及其参数设计方法,包括直流电源、高频逆变电路、LC补偿网络、由两对耦合极板构成的耦合单元、CL补偿网络、整流滤波电路以及负载RL,其中,LC补偿网络与耦合极板等效电容Cs构成正向LCC谐振网络,通过对正向LCC谐振网络的参数设计保证了正向LCC谐振网络的恒压输出,CL补偿网络与Cs构成反向LCC谐振网络,结合反向LCC谐振网络的对称参数设计,保证系统耦合极板激励电压到负载端电压的降压比例灵活可调,本发明在不需要大幅度增加系统频率和串联补偿电感的条件下,就可以实现传输距离大、传输效率高的效果,同时也提高了系统鲁棒性,提升了系统功率密度,降低了应用成本。
搜索关键词: 对称 lcc 谐振 网络 ecpt 系统 及其 参数 设计 方法
【主权项】:
1.一种对称式LCC谐振网络的ECPT系统的参数设计方法,其系统包括直流电源、高频逆变电路、LC补偿网络、由两对耦合极板构成的耦合单元、CL补偿网络、整流滤波电路以及负载电阻RL,其中,所述直流电源经由所述高频逆变电路转换为高频交流电,所述LC补偿网络由电感L1以及电容C1构成,所述电感L1的一端连接所述高频逆变电路的第一输出端,所述电感L1的另一端连接一块发射极板以及所述电容C1的一端,所述电容C1的另一端连接另一块发射极板以及所述高频逆变电路的第二输出端,所述CL补偿网络由电感L2以及电容C2构成,在所述电容C2的两端各自连接有一块接收极板,发射极板与接收极板一一对应耦合实现能量无线传输,电容C2的一端与所述整流滤波电路的第一输入端连接,电容C2的另一端与所述谐振电感L2连接,所述电感L2的另一端与所述整流滤波电路的第二输入端连接,在所述整流滤波电路的两个输出端之间连接所述负载电阻RL,且令所述电容C1等于电容C2,所述电感L1等于电感L2,其特征在于,该系统的参数设计方法包括以下步骤:S1:根据应用场景的需求来确定该系统的工作频率f,耦合单元等效电容Cs以及负载电阻RL;S2:根据下面公式计算系统参数:所述谐振电感式中,系数k1=k2=k,k1=C1/Cs,k2=C2/Cs,ω为系统基波角频率;当时,系统工作于ZPA状态,式中,品质因数Q=ωL2/Req,Req为等效交流电阻,且Req=8RL2;所述谐振电容根据需要选择最低次谐波分量,其角频率为ωmin,并确定与之对应的电压幅值增益上限kmin,即|T(jωmin)|≤kmin≤|T(jω)|,也即S3:利用系统谐振工作点函数验证系统参数和系统鲁棒性:S31:建立系统状态空间模型;S32:建立系统频闪映射模型;S33:分析系统参数变化对系统谐振工作点的影响。
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