[发明专利]复合谐振式ECPT系统及其参数设计方法

权利要求书

1.一种复合谐振式ECPT系统，由一个发射系统和多个拾取系统构成，所述发射系统包括整流调压电路、高频逆变电路、原边谐振网络、原边补偿电路和发射电极，所述拾取系统包括拾取电极、副边谐振网络、整流滤波电路以及用电负载，所述发射电极采用阵列式发射电极，所述拾取电极采用两块独立的电极板构成，拾取电极与发射电极之间通过电场耦合实现无线电能传输，其特征在于：所述原边谐振网络是由电容C_π1、电容C_π2以及电感L_π构成的Π型CLC网络，所述副边谐振网络是由电容C_t1、电容C_t2以及电感L_t构成的T型CLC网络；

所述Π型CLC网络中表示电感L_π的感抗，表示电容C_t1的容抗，网络的归一化角频率为1，电容C_π1与电容C_π2的容值比为1；

所述T型CLC网络中表示电感L_π的感抗，分别表示电容C_t1与电容C_t2的容抗，网络的归一化角频率λ_t为电容C_t1与电容C_t2的容值比。

2.根据权利要求1所述的复合谐振式ECPT系统，其特征在于：在所述高频逆变电路和原边谐振网络之间设置有谐波抑制电路，所述谐波抑制电路由电感L_f，电容C_f以及电感L_y构成，其中电感L_f与电容C_f并联形成带通滤波器连接在高频逆变电路的两个输出端之间，电感L_y串接在电容C_f与电容C_π1的一端之间。

3.如权利要求2所述的复合谐振式ECPT系统的参数设计方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤1：选定激励电压V_π2以及工作频率f；

步骤2：设定每个拾取系统的用电负载的额定阻值R_i以及额定电流需求I_{out_i}；

步骤3：根据T型CLC网络在状态下的特性计算每个拾取系统副边谐振网络的元件参数，包括电容C_t1、电容C_t2以及电感L_t；

步骤4：根据所有拾取系统同时工作时Π型CLC网络的品质因素计算电容C_π2的容值；

步骤5：判断只有一个拾取系统工作时Π型CLC网络的品质因素Q_π-l是否使得电容C_π1的电压不低于δ谐波的电压值，如果是，则进入步骤6，否则返回步骤2调整拾取系统的用电负载R以及电流需求I_out；

步骤6：根据Π型CLC网络在状态下的特性计算原边谐振网络的元件参数，包括电容C_π1以及电感L_π；

步骤7：计算原边谐振网络的电流输入I_in和所需的直流输入I_dc；

步骤8：判断谐波抑制条件是否满足，如果满足，则验证元件参数，电路设计结束；否则返回步骤2，调整拾取系统的用电负载R_i以及电流需求I_{out_i}。

4.根据权利要求3所述的复合谐振式ECPT系统的参数设计方法，其特征在于：步骤3中，T型CLC网络在状态下，输出网络增益其中Q_T为T型CLC网络的品质因数且Q_T＝1/(ω₀C_t2R_i)。