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基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng)及其參數(shù)設(shè)計(jì)方法與流程

文檔序號:11109997閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng),其特征在于,包括直流電源、全橋逆變電路、并聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)、由兩對耦合極板構(gòu)成的電場耦合結(jié)構(gòu)、串聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)、整流濾波電路以及負(fù)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(wǎng)絡(luò)由諧振電感L1與諧振電容C1構(gòu)成,所述諧振電感L1的一端連接所述全橋逆變網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)由諧振電感L2與諧振電容C2構(gòu)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(yīng)耦合實(shí)現(xiàn)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(fù)載。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng),其特征在于,所述諧振電感L1、諧振電感L2均采用磁芯繞制。

3.如權(quán)利要求1所述的基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,包括如下步驟:

S1:按權(quán)利要求1所述的電路拓?fù)錁?gòu)建一種基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng),設(shè)定負(fù)載阻值RL、輸出功率Pout、系統(tǒng)運(yùn)行頻率f以及耦合機(jī)構(gòu)等效電容Cs;

S2:計(jì)算所述串聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)的效率η2

S3:判斷η2是否大于設(shè)定的效率閾值,如果是,則進(jìn)入步驟S5,否則,進(jìn)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(diào)節(jié)等效輸出負(fù)載Re,隨后跳轉(zhuǎn)至步驟S2;

S5:計(jì)算阻值增益Gr;

S6:計(jì)算串聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)輸入電流的全諧波畸變率共同確定電壓增益GV,式中,m代表諧波的階數(shù),n取值大于7即可包括諧波中90%以上的能量;

S8:計(jì)算并聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)的諧振電容C1和諧振電感L1;

S9:計(jì)算直流電壓輸入Udc;

S10:確定最終系統(tǒng)參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟S2中所述串聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)的效率式中,Pin2為注入接收單元的輸入功率,Ue為串聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)的等效輸出電壓,Ploss2為電感的損耗功率,Re為整流濾波電路與負(fù)載RL的等效交流電阻,即等效輸出負(fù)載,Re=8RL2。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟S5中串聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)的阻值增益式中,R2p為Rp極小值對應(yīng)的接收單元等效輸入電阻的阻值,RCs為耦合機(jī)構(gòu)的介質(zhì)損耗等效電阻的阻值,γ為介質(zhì)損耗正切值,ω為系統(tǒng)的工作角頻率,ω=2πf。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟S6中串聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)的諧振電容諧振電感

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟S8中并聯(lián)型LC網(wǎng)絡(luò)的諧振電容諧振電感式中,Rp為耦合機(jī)構(gòu)與接收單元的串聯(lián)等效電路的并聯(lián)等效電路對應(yīng)的接收單元等效輸入電阻的阻值,R2為耦合機(jī)構(gòu)與接收單元的串聯(lián)等效電路的接收單元的等效輸入電阻的阻值。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟S9中式中,Ud為耦合機(jī)構(gòu)激勵電壓。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙側(cè)LC網(wǎng)絡(luò)的ECPT系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟S4中在所述整流濾波電路后配置buck、boost或者buck-boost中的任一種有源阻抗變換電路以調(diào)節(jié)等效輸出負(fù)載Re。

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