[发明专利]一种LC-LCLC型CPT系统及极板应力优化方法

权利要求书

1.一种LC-LCLC型CPT系统，其特征在于，包括依次电性连接的高频全桥逆变电路、原边LC补偿网络、耦合电容极板、副边LCLC补偿网络、全桥整流滤波电路；

所述原边LC补偿网络的原边第一补偿电感与原边第一补偿电容电性连接于高频全桥逆变电路不同的桥臂中点上；

所述副边LCLC补偿网络的副边第二补偿电感与副边第二补偿电容电性连接于全桥整流滤波电路的不同的桥臂中点上；

所述耦合电容极板为包括两块发射极板和两块接收极板的四极板结构；

所述CPT系统的参数设置如下：

其中，L₁为原边第一补偿电感，L₂为副边第一补偿电感，L_f2为副边第二补偿电感，C_f2为副边第二补偿电容，ω为工作频率、V_dc为输入直流电压、V_out为输出直流电压、C_M为耦合电容极板互容值，C₁为原边等效自容值、C₂为副边等效自容值。

2.根据权利要求1所述的LC-LCLC型CPT系统，其特征在于，所述原边等效自容C₁和副边等效自容C₂的计算公式如下：

C₁＝C_ex1+C_p (5)

C₂＝C_ex2+C_s (6)

其中，C_p为耦合电容板的原边自容，C_s为耦合电容板的副边自容，C_ex1为原边第一补偿电容，C_ex2为副边第一补偿电容。

3.根据权利要求1所述的LC-LCLC型CPT系统，其特征在于，所述原边LC补偿网络和副边LCLC补偿网络均采用低内阻、高Q值的线圈。

4.根据权利要求2所述的LC-LCLC型CPT系统，其特征在于，通过寻找合适的原边等效自容值C₁和副边等效自容值C₂对所述的极板的应力进行优化，具体包括如下步骤：

S1引入原副边补偿不对称系数α和耦合器等效耦合系数k；利用α、k以及给定的V_dc、ω、C_M、额定功率P联立得出原边相邻极板电压应力V_P1、副边相邻极板电压应力V_P2的表达式，由于据此得出相对耦合极板电压应力V_CM的表达式；

S2得出在原副边相邻极板应力相等情况下的α的表达式并将其代入到V_P1或V_P2中得出V_P，此时V_P＝V_P1＝V_P2；将α代入到V_CM中得出此时V_CM的表达式；因此V_P、V_CM的表达式中仅有k一个变量；

S3给出定确定的V_CM，求出对应的k值，利用该k值计算得到优化后的V_P；或给定V_P求出对应的k值，利用该k值计算得到优化后的V_CM；

S4根据步骤S2和步骤S3中得到的α、k得出在原副边相邻极板的应力相等的条件下的C₁、C₂；

S5将上述C₁、C₂代入式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)中得到CPT系统的剩余的补偿器件参数L₁、L₂、L_f2、C_f2、C_ex1和C_ex2。