基于LCL-SS谐振网络的无线电能传输系统设计

摘要

SS补偿网络型感应耦合无线电能传输系统中,输出电压会随负载和传输距离的变化而变化.针对这一问题,提出一种基于LCL导抗变换器的复合谐振网络,使得输出电压不受负载变化的影响.首先,采用基波分析法建立了LCL-SS谐振网络的阻抗模型,推导出主要参数对输出电压和传输效率的影响,得出当系统工作在谐振频率点时,系统的输出电压与负载无关.通过三维有限元仿真工具,对电磁耦合机构进行优化设计,有效提高了效率,并得到了电磁耦合机构的设计参数与传输效率的关系.最后,研发了一台基于LCL-SS谐振网络的无线电能传输样机并进行了实验,当功率为300 W、距离为25 cm时,额定负载下的效率达到85％,实验结果验证了理论分析的正确性.