一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法，包括步骤一：根据无线充电系统的主电路架构以及实际工况要求，设定系统技术指标；步骤二：根据所设定的技术指标，设计初始系统功率‑耦合曲线及补偿元件参数；步骤三：判断耦合系数k<subgt;ps</subgt;是否处于初始耦合系数变化范围的内部。若是，占空比为初始占空比D<subgt;0</subgt;，结束；若否，进入步骤四；步骤四：判断耦合系数k<subgt;ps</subgt;是否大于初始最大耦合系数k<subgt;max0</subgt;。若是，先对耦合系数k<subgt;ps</subgt;进行右侧范围判定，确定n值，再设计对应的右侧第n占空比D<subgt;Rn</subgt;，结束；若否，先对耦合系数k<subgt;ps</subgt;进行左侧范围判定，确定n值，再设计对应的左侧第n占空比D<subgt;Ln</subgt;，结束。本发明专利技术能够保证系统输出功率在耦合系数宽范围变化时波动较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线充电系统参数设计方法，具体涉及一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法，属于无线电能传输。

技术介绍

1、感应式无线电能传输(inductive power transfer，ipt)技术以交变电磁场为媒介，能够实现能量从电源到负载的无物理接触传输，具有供电安全、灵活、可靠等特性，目前已在便携式电子设备、植入式医疗设备、水下探测器等多个领域得到广泛应用。然而，在实际应用场合中，原边发射线圈与副边接收线圈不可避免地出现偏移不对准现象，线圈之间的互感及耦合参数剧烈变化，进而影响ipt系统功率传输的稳定性。

2、为此，国内外研究团队主要从磁耦合机构设计、补偿拓扑优化等方面入手研究。例如，香港大学提出一种由三层六边形线圈阵列交错放置的组合结构，通过磁密叠加的方式构造均匀磁场，有效增加了耦合面积，但是作为折中，增加了线圈的耗材，牺牲了系统传输效率。进一步地，有学者提出补偿拓扑优化方法。美国圣地亚哥州立大学提出一种双耦合dlcc补偿拓扑，通过双边补偿电感与能量线圈耦合，有效提高了系统的抗偏移性能。但所提方法设计复杂，偏移距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法，其特征在于：所述无线充电系统包括直流电压源UD、全桥逆变电路、原边谐振网络、副边谐振网络、整流滤波电路、直直变换电路和电池等效负载Ro；所述全桥逆变电路的两个输入端与直流电压源UD相连，所述全桥逆变电路的两个输出端分别与所述原边谐振网络的两个输入端一一对应连接，所述原边谐振网络包括原边第一发射线圈Lp1、原边第二发射线圈Lp2、原边串联补偿电容Cp1、原边回路补偿电容Cp2和原边支路补偿元件，所述副边谐振网络包括副边接收线圈Ls和副边串联补偿电容Cs，所述原边谐振网络与所述副边谐振网络通过互感耦合，所述整流滤波电路的两个输入端分别与...

【技术特征摘要】

1.一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法，其特征在于：所述无线充电系统包括直流电压源ud、全桥逆变电路、原边谐振网络、副边谐振网络、整流滤波电路、直直变换电路和电池等效负载ro；所述全桥逆变电路的两个输入端与直流电压源ud相连，所述全桥逆变电路的两个输出端分别与所述原边谐振网络的两个输入端一一对应连接，所述原边谐振网络包括原边第一发射线圈lp1、原边第二发射线圈lp2、原边串联补偿电容cp1、原边回路补偿电容cp2和原边支路补偿元件，所述副边谐振网络包括副边接收线圈ls和副边串联补偿电容cs，所述原边谐振网络与所述副边谐振网络通过互感耦合，所述整流滤波电路的两个输入端分别与所述副边谐振网络的两个输出端一一对应连接，所述直直变换电路的两个输入端分别与所述整流滤波电路的两个输出端一一对应连接，所述直直变换电路两个输入端与电池等效负载ro相连；所述一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法是通过以下步骤实现的：

2.根据权利要求1所述的一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法，其特征在于：s1中所述系统输出功率波动比δ的定义式如下：

3.根据权利要求2所述的一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法，其特征在于：s2中所述初始系统功率-耦合曲线po(kps0)表达式如下：

4.根据权利要求3所述的一种抗耦合系数宽范围变化的无线充电系统参数设计方法，其特征在于：所述原边支路补偿元件为原边支路补偿电容cx或原边支路补偿电感lx，其具体器件特性的选取规则如下：

5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋凯，熊明星，杨丰硕，兰宇，张清萱，姜金海，孙传禹，范馥麟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：