[發(fā)明專利]一種阻抗匹配器的設(shè)計及工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011022013.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112104052B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范興明;蘇斌華;張鑫;唐福鴻;謝興;吳軍科
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J50/70;H02J50/20;B60L53/126
• 代理公司: 南寧勝榮專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45126
• 代理人: 關(guān)文龍

1.一種阻抗匹配器的設(shè)計及工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)計算匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，搭建T型匹配網(wǎng)絡(luò)；

(2)通過阻抗測量電路得到輸出導(dǎo)納Y₂＝G₂+jB₂，其中G₂為輸出電導(dǎo)，B₂為負載的虛部；

(3)控制器計算所需參數(shù)并調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)使輸出導(dǎo)納與設(shè)定的輸入導(dǎo)納匹配；

步驟(1)中計算匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計方法，包括以下步驟：

步驟a：確定輸入電導(dǎo)G₁與輸出電導(dǎo)G₂的范圍；

步驟b：確定品質(zhì)因數(shù)Q范圍；

步驟c：根據(jù)G₁、G₂、Q確定匹配網(wǎng)絡(luò)中第一可調(diào)電感器L₁、第二可調(diào)電感器L₂和可調(diào)電容器C的取值范圍；

步驟d：確定第一可調(diào)電感器L₁、第二可調(diào)電感器L₂和可調(diào)電容器C各級參數(shù)，并使其組成一個L-C-L的T型匹配網(wǎng)絡(luò)；

步驟b中所述品質(zhì)因數(shù)Q需滿足：

式中為輸入輸出電導(dǎo)比；

步驟c中所述L₁、L₂和C的取值范圍方法如下：

公式(2)中ω表示交流電源的工作角頻率，1/C表示可調(diào)電容器C容值的倒數(shù)，取Q＝Q_MAX，G₁＝G_1MAX，G₂＝G_2MAX代入上式得到L_1MIN、L_2MIN、(1/C)_MIN，取Q＝Q_MIN，G₁＝G_1MIN，G₂＝G_2MIN代入上式得到L_1MAX、L_2MAX、(1/C)_MAX，其中下標MAX代表該參數(shù)的最大值，MIN代表該參數(shù)的最小值；

步驟(3)中控制器計算匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)設(shè)定的G₁和測量得到的G₂計算L'₁；

步驟2：根據(jù)計算得到的L'₁計算Q₁；

步驟3：將Q＝Q₁代入式(2)，計算L₁、L₂、1/C；

步驟4：如果步驟3得到的L₁、L₂、1/C超出了式(2)計算的范圍，則要根據(jù)設(shè)定的G₁和測量得到的G₂計算L'₂；

步驟5：根據(jù)計算得到的L'₂計算Q₂；

步驟6：將Q＝Q₂代入式(2)，計算L₁、L₂、1/C；

步驟7：調(diào)整L₂對負載的虛部B₂進行補償；

步驟8：將匹配網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)調(diào)整為最接近L₁、L_2補償后、C的值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗匹配器的設(shè)計及工作方法，其特征在于，步驟d中確定第一可調(diào)電感器L₁、第二可調(diào)電感器L₂和可調(diào)電容器C各級參數(shù)方法如下：

將L_1MIN、L_2MIN、(1/C)_MIN作為第一級參數(shù)，設(shè)

后N級為各器件的步進單位L_1unit、L_2unit、(1/C)_unit與2的n次冪的積，其中n依次取0，1，2，…，N-1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗匹配器的設(shè)計及工作方法，其特征在于，步驟1中計算L'₁的公式為：