[發明專利]基于雙側LC網絡的ECPT系統及其參數設計方法有效

申請號：	201611086253.0	申請日：	2016-11-30
公開（公告）號：	CN106655528B	公開（公告）日：	2018-12-07
發明（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
地址：	400044 ***	國省代碼：	重慶;50
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于 lc 網絡 ecpt 系統及其參數設計方法
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【說明書】：

本發明提供了一種基于雙側LC網絡的ECPT系統，在系統的發射端應用并聯型LC網絡，將全橋逆變電路的輸出電壓提升至耦合機構所需的高壓值，在系統的接收端應用串聯型LC網絡，將輸出阻值進行阻抗變換，達到在相同耦合機構激勵電壓條件下，系統的傳輸功率和效率更高，并在此基礎上提出了該系統的參數設計方法；在相同的傳輸功率前提下，本發明與現有的高階ECPT系統相比，系統的傳輸效率更高和參數敏感性更低。

技術領域

本發明涉及無線電能傳輸技術領域，具體涉及一種基于雙側LC網絡的ECPT系統及其參數設計方法。

背景技術

無線電能傳輸(Wireless Power Transfer,WPT)技術借助磁場、電場、微波、聲波等介質作為能量載體來傳輸電能，目前已經受到國內專家學者的廣泛關注，并在電動車、家用電器、醫療器械、水下探測、智能家居等多個領域取得了諸多成果。

ECPT(Electric-field Coupled Power Transfer)，又稱為CPT(CapacitivePower Transfer)、CCPT(Capacitively Coupled Power Transfer)系統是一種以金屬極板作為耦合機構，高頻電場為能量載體的無線電能傳輸方式。系統的耦合機構可以采用輕薄的銅箔或鋁箔來構成，因此具有輕便、對周圍導體不會產生渦流損耗、電磁兼容性較好等諸多優點，在電動車充/供電、便攜式電子產品充電，LED照明等諸多領域有很好的應用前景。目前國內外的專家學者在ECPT系統的高頻逆變器設計、耦合機構的補償、輸出穩壓控制、諧振拓撲、能量與信號并行傳輸、傳輸間距擴增等方面已獲得了眾多的研究成果。在傳輸距離提升方面，現有的ECPT系統已經取得了較大的突破，然而大多數系統存在拓撲結構復雜以及傳輸特性對參數變化較敏感的問題。

發明內容

本申請通過提供一種基于雙側LC網絡的ECPT系統及其參數設計方法，以解決現有技術中高階ECPT系統中的多個諧振元件所造成的拓撲復雜以及參數敏感的技術問題，在相同輸出功率條件下，所提供系統的傳輸效率比現有高階系統更高。

為解決上述技術問題，本申請采用以下技術方案予以實現：

一種基于雙側LC網絡的ECPT系統，包括直流電源、全橋逆變電路、并聯型LC網絡、由兩對耦合極板構成的電場耦合結構、串聯型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射極板，所述串聯型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。