基于T‑Π复合谐振网络ECPT系统及其参数设计方法与流程

技术特征：

1.一种基于T-Π复合谐振网络ECPT系统，其特征在于，包括直流电源、高频逆变电路、T-LCL谐振网络、由补偿电感L_s以及两对耦合极板构成的耦合单元、Π-CLC谐振网络、整流滤波电路以及负载R_L，其中，所述直流电源经由所述高频逆变电路转变为交变电压，所述T-LCL谐振网络由谐振电感L_1t、谐振电感L_2t以及谐振电容C_t构成，所述谐振电感L_1t的一端与所述谐振电感L_2t的一端连接，所述谐振电感L_1t的另一端连接所述高频逆变电路的第一输出端，所述谐振电感L_2t的另一端与所述补偿电感L_s的一端连接，所述谐振电容C_t的一端连接在所述谐振电感L_1t和谐振电感L_2t之间，所述谐振电容C_t的另一端连接一块发射极板以及所述高频逆变电路的第二输出端，所述补偿电感L_s的另一端连接另一块发射极板，所述Π-CLC谐振网络由谐振电感L_p、谐振电容C_1p以及谐振电容C_2p构成，在所述谐振电容C_1p的两端各自连接有一块接收极板，发射极板与接收极板一一对应耦合实现能量无线传输，谐振电容C_1p的一端经过谐振电感L_p与所述整流滤波电路的第一输入端连接，谐振电容C_1p的另一端与所述整流滤波电路的第二输入端连接，在所述整流滤波电路的第一输入端和第二输入端之间连接所述谐振电容C_2p，在所述整流滤波电路的两个输出端之间连接所述负载R_L。

2.根据权利要求1所述的基于T-Π复合谐振网络ECPT系统，其特征在于，所述谐振电容C_1p的电容值与所述谐振电容C_2p的电容值相等。

3.如权利要求1所述的基于T-Π复合谐振网络ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据应用场景的需求确定该系统的工作频率f以及耦合单元的等效电容C_s，进而计算补偿电感L_s；

S2：给定负载阻值R_L、输出电压U_out及等效负载变化百分比α，其中，等效负载变化百分比α包括等效负载阻值增加的百分比α₊和等效负载阻值减小的百分比α_-；

S3：判断是否满足如果是，则进入步骤S5，否则，进入步骤S4，其中，thd₂为Π-CLC谐振网络的全谐波畸变率设定值，η₀为耦合单元传输效率设定值，R_s为耦合单元介质损耗的等效电阻R_Cs与补偿电感等效串联内阻R_Ls之和，R_e为整流滤波电路与负载R_L的等效负载阻值；

S4：减小|α_-|，并跳转至步骤S3；

S5：在范围内选择Π-CLC谐振网络的品质因数Q_π；

S6：求得Π-CLC谐振网络的谐振电感L_p、谐振电容C_1p以及谐振电容C_2p；

S7：判断是否满足如果是，则进入步骤S9，否则，进入步骤S8，其中，thd₁为T-LCL谐振网络的全谐波畸变率设定值；

S8：减小|α₊|，并跳转至步骤S3；

S9：在内选择品质因素Q_t；

S10：根据T-LCL谐振网络的特性求得谐振电感L_1t、谐振电感L_2t以及谐振电容C_t；

S11：根据傅里叶变换和系统的特性确定直流输入电压为

4.根据权利要求3所述的基于T-Π复合谐振网络ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，thd₁＝10％，thd₂＝10％，η₀＝90％。

5.根据权利要求3所述的基于T-Π复合谐振网络ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，步骤S2中，等效负载变化百分比

式中，R_e′为R_e变化后的等效负载阻值。

6.根据权利要求3所述的基于T-Π复合谐振网络ECPT系统的参数设计方法，其特征在于，步骤S6中，按照以下关系式求得Π-CLC谐振网络的谐振电感L_p、谐振电容C_1p以及谐振电容C_2p：

$\left|X_{L_p}\right|=\left|X_{C_{1p}}\right|;$

Qπ＝ω₀C_2pRπ；

λπ＝C_1p/C_2p＝1；

式中，为谐振电感L_p的电抗，为谐振电容C_1p的电抗，ω₀为固有谐振角频率，R_π为Π-CLC谐振网络的等效电阻。