[發(fā)明專利]基于雙側LC網絡的ECPT系統(tǒng)及其參數設計方法

有效

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• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106655528B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 蘇玉剛;謝詩云;孫躍;葉兆虹;戴欣;王智慧;唐春森;朱婉婷
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J50/05
• 分類號: H02J50/05
• 代理公司: 重慶棱鏡智慧知識產權代理事務所(普通合伙) 50222
• 代理人: 周維鋒

1.一種基于雙側LC網絡的ECPT系統(tǒng)的參數設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：構建一種基于雙側LC網絡的ECPT系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括直流電源、全橋逆變電路、并聯(lián)型LC網絡、由兩對耦合極板構成的電場耦合結構、串聯(lián)型LC網絡、整流濾波電路以及負載，其中，所述直流電源連接所述全橋逆變電路，為所述全橋逆變電路提供直流電，所述并聯(lián)型LC網絡由諧振電感L₁與諧振電容C₁構成，所述諧振電感L₁的一端連接所述全橋逆變網絡的第一輸出端，所述諧振電感L₁的另一端通過所述諧振電容C₁連接所述全橋逆變網絡的第二輸出端，在所述諧振電容C₁的兩端各自連接有一塊發(fā)射極板，所述串聯(lián)型LC網絡由諧振電感L₂與諧振電容C₂構成，在所述諧振電容C₂的兩端各自連接有一塊接收極板，發(fā)射極板與接收極板一一對應耦合實現能量無線傳輸，所述諧振電容C₂的一端通過所述諧振電感L₂連接所述整流濾波電路的第一輸入端，所述諧振電容C₂的另一端連接所述整流濾波電路的第二輸入端，在所述整流濾波電路的兩個輸出端之間連接所述負載，設定負載阻值R_L、輸出功率P_out、系統(tǒng)運行頻率f以及耦合機構等效電容C_s；

S2：計算所述串聯(lián)型LC網絡的效率η₂；

S3：判斷η₂是否大于設定的效率閾值，如果是，則進入步驟S5，否則，進入步驟S4；

S4：在所述整流濾波電路后配置有源阻抗變換電路以調節(jié)等效輸出負載R_e，隨后跳轉至步驟S2；

S5：計算阻值增益G_r；

S6：計算串聯(lián)型LC網絡的諧振電容C₂和諧振電感L₂；

S7：由所述全橋逆變電路中MOSFET管的極限漏源電壓、諧振電感L₁的上限電感值及并聯(lián)型LC網絡輸入電流的全諧波畸變率共同確定電壓增益G_V，式中，m代表諧波的階數，n取值大于7即可包括諧波中90％以上的能量；

S8：計算并聯(lián)型LC網絡的諧振電容C₁和諧振電感L₁；

S9：計算直流電壓輸入U_dc；

S10：確定最終系統(tǒng)參數。

2.根據權利要求1所述的基于雙側LC網絡的ECPT系統(tǒng)的參數設計方法，其特征在于，步驟S2中所述串聯(lián)型LC網絡的效率式中，P_in2為注入接收單元的輸入功率，U_e為串聯(lián)型LC網絡的等效輸出電壓，P_loss2為電感的損耗功率，R_e為整流濾波電路與負載R_L的等效交流電阻，即等效輸出負載，R_e＝8R_L/π²。

3.根據權利要求1所述的基于雙側LC網絡的ECPT系統(tǒng)的參數設計方法，其特征在于，步驟S5中串聯(lián)型LC網絡的阻值增益式中，R_2p為R_p極小值對應的接收單元等效輸入電阻的阻值，R_p為耦合機構與接收單元的串聯(lián)等效電路的并聯(lián)等效電路對應的接收單元等效輸入電阻的阻值，R_Cs為耦合機構的介質損耗等效電阻的阻值，γ為介質損耗正切值，ω為系統(tǒng)的工作角頻率，ω＝2πf。

4.根據權利要求1所述的基于雙側LC網絡的ECPT系統(tǒng)的參數設計方法，其特征在于，步驟S6中串聯(lián)型LC網絡的諧振電容諧振電感