LCL型ICPT系統電路拓撲分析及參數設計方法

孫躍，張歡，唐偉，吳傳林，蔣睿健，周國超

（重慶大學自動化學院，重慶400044）

LCL型ICPT系統電路拓撲分析及參數設計方法

孫躍，張歡，唐偉，吳傳林，蔣睿健，周國超

（重慶大學自動化學院，重慶400044）

為提高復合補償型感應耦合電能傳輸系統的輸出功率，豐富系統分析方法，運用3種不同的方法分析了LCL補償結構的感應耦合電能傳輸系統。首先根據二端口理論，對LCL-S補償結構進行了詳細建模和分析，給出了固定原邊線圈電流大小的參數配置方法；再根據交流阻抗分析法給出了LCL-P補償結構的參數設計方法；然后通過能量守恒定律分析了LCL網絡對電流的放大作用，給出了LCL-LCL補償結構的參數配置方法。最后通過實驗驗證了上述3種補償結構和參數配置方法的有效性。

感應耦合電能傳輸；二端口電路；交流阻抗；拓撲分析；參數設計

引言

感應耦合電能傳輸ICPT（Inductively coupled power transfer）技術是一種主要通過原邊和副邊線圈之間的耦合磁場，以無直接接觸的方式，實現電能從電源傳輸到一個或多個可移動電氣設備的新型電能傳輸技術［1-4］。因電源和電氣設備之間不存在直接電氣接觸，ICPT系統具有安全、便捷、易維護、環境適應力強等特點［5-7］。目前，該技術廣泛應用于電動汽車無線充/供電、體內植入設備無線充電、家用電器及水下和礦下無線供電等場合［2，8-10］。

ICPT系統一般包括高頻電能變換、諧振補償和電磁耦合等環節，電磁耦合環節的耦合系數較小，為了提高副邊線圈拾取到的電能，需要加入諧振環節補償系統無功功率。……