[发明专利]双边LCC网络的WPT系统恒流恒压输出可调的参数设置方法

摘要

本发明公开了双边LCC网络的WPT系统恒流恒压输出可调的参数设置方法，属于无线电能传输的技术领域。该方法通过设置一组LCC补偿网络参数和输入电压值，在给定变压器参数情况下，无需改变电路结构和参数，调整不同的工作频率即可实现所需的恒流输出或恒压输出，满足电池充电需求，系统无论恒流输出还是恒压输出一直能够实现输入近似零无功功率，减小器件应力，同时实现开关器件软开关，提高传输效率，输出恒流或恒压可调，灵活性高，减少对变压器参数的依赖，避免后级变换器的二次调压或调流，简化系统结构，进一步提高效率。

主权项

1.双边LCC网络的WPT系统恒流恒压输出可调的参数设置方法，所述WPT系统包括：高频全桥逆变电路(1)、包含原边补偿电感、原边串联补偿电容、原边并联补偿电容的原边LCC补偿网络(2)、松耦合变压器(3)、包含副边补偿电感、副边串联补偿电容、副边并联补偿电容的副边LCC补偿网络(4)、全桥整流滤波电路(5)，原边补偿电感的一端与高频全桥逆变电路(1)的一桥臂中点连接，原边补偿电感的另一端与原边串联补偿电容的一极、原边并联补偿电容的一极相连接，原边串联补偿电容的另一极与松耦合变压器(3)原边绕组的一端连接，松耦合变压器(3)原边绕组的另一端、原边并联补偿电容的另一极均与高频全桥逆变电路(1)的另一桥臂中点相连接，松耦合变压器(3)副边绕组的一端与副边串联补偿电容的一极连接，副边串联补偿电容的另一极与副边并联补偿电容的一极、副边补偿电感的一端相连接，副边补偿电感的另一端与全桥整流滤波电路(5)的一桥臂中点连接，松耦合变压器(3)副边绕组的另一端、副边并联补偿电容的另一极均与全桥整流滤波电路(5)的另一桥臂中点相连接，松耦合变压器(3)原边绕组与原边串联补偿电容相连的一端、松耦合变压器(3)副边绕组与副边串联补偿电容相连的一端互为同名端；其特征在于，所述参数设置方法根据负载所需恒流及负载所需恒压确定双边LCC补偿网络的参数及高频全桥逆变电路输入端的直流电压，具体包括两个方案：方案一：在保证负载所需恒流的前提下，确定原边补偿电感的电感值L₁和副边补偿电感的电感值L₂：再由系统工作于负载所需恒流的频率ω_cc确定原边并联补偿电容的电容值C_P1、原边串联补偿电容的电容值C_P2、副边并联补偿电容的电容值C_S1、副边串联补偿电容的电容值C_S2，系统输出负载所需恒压时的角频率ω_cv为：高频全桥逆变电路输入端的直流电压V_IN按照：配置，此时，松耦合变压器参数满足边界条件：且方案二：在保证负载所需恒流的前提下，确定原边补偿电感的电感值L₁和副边补偿电感的电感值L₂：再由系统工作于负载所需恒流的频率ω_cc确定原边并联补偿电容的电容值C_P1、原边串联补偿电容的电容值C_P2、副边并联补偿电容的电容值C_S1、副边串联补偿电容的电容值C_S2，系统输出负载所需恒压时的角频率ω_cv为：高频全桥逆变电路输入端的直流电压V_IN按照配置，此时，松耦合变压器参数满足边界条件：且其中，k为松耦合变压器的耦合系数，L_P、L_S分别为松耦合变压器的原边自感、副边自感，I_o、V_o分别为负载所需恒流、负载所需恒压，D为高频全桥逆变电路中开关管驱动信号的占空比。