一种具有模态切换的无线电能传输系统及参数优化设计方法技术方案

本发明专利技术公开一种具有模态切换的无线电能传输系统及参数优化设计方法，涉及无线电能传输技术领域。所述系统通过设计串联混合补偿拓扑网络，构建其与系统工作频率的定量关系，以工作频率为变量控制工作模态，并构建全部系统参数。因建立输出电流与系统参数的定量关系，混合拓扑具备负载无关输出特性，系统参数可依约束条件直接求解。此外，基于该系统构建一种参数优化设计方法，包括建立互感波动保持比，联合电流波动比为约束，以最大互感波动保持比为优化目标，提升系统抗偏移能力，简化参数设计，确保恒流模式高效输出。该方法可推广至其他混合拓扑，适配不同的不对称磁耦合机构，实现多方向错位容限最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电能传输，特别是涉及一种具有模态切换的无线电能传输系统及参数优化设计方法。

技术介绍

1、无线电力传输(wpt)是一种利用空间电磁变化来实现非接触式的电能传输。该技术解决了传统电能传输有线式、接触式的局限性，受到越来越多的研究人员的关注。此外，wpt一直在向高效率、高功率和高适用性发展。受限于传输距离会极大影响系统传输功率和系统效率，wpt技术的普遍应用还是在于利用电磁场(emf)的近场效应实现短距离的电能传输。

2、根据传输通道，利用电磁场近场效应的wpt技术可分为两类。其中，电容式功率传输(ccpt)是电场耦合wpt技术的代表性示例，而感应式无线电能传输(ipt)是磁场耦合wpt技术的代表性示例。电场耦合技术相比于磁场耦合技术，受到其有限传输距离的限制，磁场耦合传输通道在近场环境中表现出更宽的传输范围。目前，该技术已应用于无人机、便携式电子设备、植入式医疗设备、电动汽车等领域。然而在ipt系统实际应用中，接收端线圈发生偏移将导致系统的输出效率和使用可靠性急剧下降。因此，提高错位容限是ipt技术研究的关键问题之一。

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【技术保护点】

1.一种具有模态切换的无线电能传输系统，其特征在于，包括：由全桥逆变电路、原边补偿网路、耦合线圈、副边补偿网络和整流滤波电路组成的串联混合补偿拓扑网络；其中，所述原边补偿网路包括：原边串联补偿电容Cp1、原边回路补偿电容Cp2、原边支路补偿电容Cp0和补偿电感Lp0；其中，所述原边支路补偿电容Cp0和所述补偿电感Lp0并联连接，形成原边支路；

2.根据权利要求1所述的具有模态切换的无线电能传输系统，其特征在于，所述耦合线圈，具体包括：原边第一发射线圈Lp1、原边第二发射线圈Lp2、副边第一接收线圈Ls1和副边第二接收线圈Ls2；

3.根据权利要求2所述的具有模态切...

【技术特征摘要】

1.一种具有模态切换的无线电能传输系统，其特征在于，包括：由全桥逆变电路、原边补偿网路、耦合线圈、副边补偿网络和整流滤波电路组成的串联混合补偿拓扑网络；其中，所述原边补偿网路包括：原边串联补偿电容cp1、原边回路补偿电容cp2、原边支路补偿电容cp0和补偿电感lp0；其中，所述原边支路补偿电容cp0和所述补偿电感lp0并联连接，形成原边支路；

2.根据权利要求1所述的具有模态切换的无线电能传输系统，其特征在于，所述耦合线圈，具体包括：原边第一发射线圈lp1、原边第二发射线圈lp2、副边第一接收线圈ls1和副边第二接收线圈ls2；

3.根据权利要求2所述的具有模态切换的无线电能传输系统，其特征在于，所述副边补偿网络，具体包括：副边串联补偿电容cs1、副边回路补偿电容cs2、副边支路串联补偿电容cx、副边支路并联补偿电容cs0和补偿电感ls0；其中，所述副边支路并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟华，吴俊佳，姚幸霓，安荣邦，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：