一种具备恒流输出功能的WPT系统及参数设计方法

文档序号:30986835发布日期:2022-08-03 01:39阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种具备恒流输出功能的wpt系统,其特征在于:包括有直流电源u
d
、高频逆变器h、初级串联补偿电感l1、初级并联补偿电容c1、初级串联补偿电容c2、能量发射线圈l2、能量接收线圈l3、次级串联补偿电容c3、整流器q、滤波电容c
f
和电池负载r
b
,所述直流电源u
d
的输出端电连接高频逆变器h的输入,所述高频逆变器h输出的一端串联接初级串联补偿电感l1的一端,所述初级串联补偿电感l1的另一端接初级并联补偿电容c1和初级串联补偿电容c2的一端,所述初级串联补偿电容c2另一端接能量发射线圈l2的一端,所述高频逆变器h输出的另一端与初级并联补偿电容c1和能量发射线圈l2的另一端连接,以此构成恒流充电发射回路;所述能量接收线圈l3的一端连接次级串联补偿电容c3的一端,所述次级串联补偿电容c3的另一端连接整流器q输入端的一端,所述接收线圈l3的另一端连接整流器q输入端的另一端,以此构成恒流充电接收回路;所述整流器q输出端连接电池负载r
b
,所述滤波电容c
f
与整流器q并联。所述初级串联补偿电感l1和能量发射线圈l2同轴共面叠放,能量发射线圈l2和能量接收线圈l3同轴摆放,以此构成松耦合变压器来实现发射侧的电量传输到接受侧的功能。2.一种用于设计权利要求1所述的具备恒流输出功能的wpt系统的参数设计方法,其特征在于:所述初级并联补偿电容c1的设计方程式如下:所述初级串联补偿电容c2的设计方程式如下:所述次级串联补偿电容c3的设计方程式如下:以上设计方程式中的g
ui
为集成lcc-s系统的跨导增益系数、m
23
为能量发射线圈l2和能量接收线圈l3之间的互感、m
13
为初级串联补偿电感l1与能量接收线圈l3之间的互感、m
12
为初级串联补偿电感l1与能量发射线圈l2之间的互感、ω为系统工作角频率。3.根据权利要求2所述的一种具备恒流输出功能的wpt系统的参数设计方法,其特征在于:还包括有四个mosfet开关管的零电压开通运行,所述mosfet开关管含有寄生电容,需通过调节集成lcc-s结构总输入阻抗z
in
的阻抗角θ
in
去中和mosfet开关管中寄生电容的电荷,即将次级串联补偿电容c3参数值增加10%,使输入总阻抗z
in
显感性;所述输入总阻抗z
in
的阻抗角θ
in
,为简化表示阻抗角θ
in
,将输入总阻抗z
in
的阻抗角θ
in
的表达式中引入a、b两字母,其表达式如下:并且,a、b表达式如下:

技术总结
本发明公开了一种具备恒流输出功能的WPT系统及参数设计方法,包括直流电源U


技术研发人员:杨林 蒋帅 王灿 耿直
受保护的技术使用者:河南师范大学
技术研发日:2022.04.12
技术公布日:2022/8/2
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