[发明专利]双边LCLC型CPT系统工作频率点选择及极板电压优化方法

摘要

本发明公开了双边LCLC型CPT系统工作频率点选择及极板电压优化方法，属于无线电能传输的技术领域。系统包括：高频全桥逆变电路、包含原边补偿电感和原边补偿电容的原边LCLC补偿网络、包含两块发射极板和两块接收极板的耦合电容板、包含副边补偿电感和副边补偿电容的副边LCLC补偿网络、全桥整流滤波电路。本申请推导出双边LCLC型CPT系统能够实现恒流输出的多个频率点，以减小系统体积为目的选择最优工作频率点，提高了系统输出增益，拓宽了系统连续工作模式下的负载范围；当系统工作在最优频率点时，本申请通过设置补偿网络的参数实现了耦合极板电压应力的降低、电路近似零无功环流和开关器件的软开关，提高无线电能传输系统的效率及可靠性、减少成本。

主权项

1.双边LCLC型CPT系统工作频率点选择方法，所述双边LCLC型CPT系统包括：高频全桥逆变电路(1)，包含原边第一补偿电感、原边第二补偿电感和原边第一补偿电容、原边第二补偿电容的原边LCLC补偿网络(2)、包含两块发射极板和两块接收极板的耦合电容板(3)，包含副边第一补偿电感、副边第二补偿电感和副边第一补偿电容、副边第二补偿电容的副边LCLC补偿网络(4)，全桥整流滤波电路(5)，原边第一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，原边第一补偿电感的另一端、原边第二补偿电感的一端均与原边第一补偿电容的一极相连接，原边第二补偿电感的另一端、原边第二补偿电容的一极均与耦合电容板(3)的一块发射极板相连接，原边第一补偿电容的另一极、原边第二补偿电容的另一极、耦合电容板(3)的另一块发射极板均与高频全桥逆变电路(1)的另一桥臂中点相连接，副边第二补偿电容的一极、副边第二补偿电感的一端均与耦合电容板(3)的一块接收极板相连接，副边第二补偿电感的另一端、副边第一补偿电感的一端均与副边第一补偿电容的一极相连接，副边第一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，副边第二补偿电容的另一极、副边第一补偿电容的另一极、耦合电容板(3)的另一块接收极板均与全桥整流滤波电路(5)的另一桥臂中点相连接，全桥整流滤波电路(5)向其输出端接有的负载供电，其特征在于，在保证原边等效自容和原边第一补偿电容参数值之比与副边等效自容和副边第一补偿电容参数值之比相同的前提下，确定系统恒流输出的工作角频率点ω1及输出电流IO：ω0为根据谐振关系确定的恒流角频率，Cf1、Cex1为原边第一、第二补偿电容的电容值，Cf2、Cex2为副边第一、第二补偿电容的电容值，C1＝Cex1+CP，C2＝Cex2+CS，C1＝C2>>CM，CM为耦合电容板等效互容，CP、CS分别为耦合电容板的原边等效自容和副边等效自容，Lf1、L1为原边第一、第二补偿电感的电感值，Lf2、L2为副边第一、第二补偿电感的电感值。