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申请/专利权人：华北电力大学

摘要：本发明涉及一种轻量化、抗短路的大功率无线充电电路，从发射端到接收端依次包括全桥逆变器、发射端补偿网络、磁耦合机构、接收端补偿网络和桥式整流滤波环节，所述发射端补偿网络采用LCC补偿拓扑，所述磁耦合机构包括一个发射线圈和两个接收线圈，所述接收端补偿网络采用串联补偿拓扑，通过选择合适的元器件参数，降低系统直流输出波动，减少直流输出端所需的滤波电容容量，实现了接收端的轻量化和抗短路性能。

主权项：1.一种轻量化、抗短路的大功率无线充电电路，其特征在于，从发射端到接收端依次包括全桥逆变器、发射端补偿网络、磁耦合机构、接收端补偿网络和桥式整流滤波环节；所述全桥逆变器与直流电源连接，用于将直流电转换为高频交流电，使系统运行在额定的工作频率；所述发射端补偿网络为LCC补偿拓扑，用于实现发射线圈的恒流特性，同时在工作频率下将系统调整为谐振状态，减小系统的损耗和无功流动，降低系统电源所需的伏安容量；所述磁耦合机构用于建立系统发射端和接收端之间的电磁耦合，使电能能够在系统两端没有物理连接的情况下无线传输；所述接收端补偿网络为串联补偿拓扑，用于调整接收端两模块的输出，实现系统的抗短路能力和接收端的小型化、轻量化；所述桥式整流滤波环节用于将接收端的高频交流输出转换为较为平稳的直流；所述发射端补偿网络为T型拓扑结构，所述T型拓扑结构的左支路通过发射端补偿电感L0接入所述全桥逆变器的第一端，所述T型拓扑结构的右支路通过发射端第一补偿电容Cp接入发射线圈Lp的第一端，所述T型拓扑结构的下支路通过发射端第二补偿电容C0分别接入所述全桥逆变器的第二端和发射线圈Lp的第二端；所述磁耦合机构包括所述发射线圈Lp、第一接收线圈Ls1和第二接收线圈Ls2，所述发射线圈Lp分别耦合连接所述第一接收线圈Ls1和所述第二接收线圈Ls2；所述接收端补偿网络包括接收端第一补偿电容Cs1和接收端第二补偿电容Cs2所述接收端第一补偿电容Cs1的第一端连接所述第一接收线圈Ls1的第一端，所述接收端第一补偿电容Cs1的第二端连接所述桥式整流滤波环节的第一整流桥的第一输入端；所述接收端第二补偿电容Cs2的第一端连接所述第二接收线圈Ls2的第一端，所述接收端第二补偿电容Cs2的第二端连接所述桥式整流滤波环节的第二整流桥的第一输入端；所述第一接收线圈Ls1的第二端连接所述第一整流桥的第二输入端，所述第二接收线圈Ls2的第二端连接所述第二整流桥的第二输入端；所述桥式整流滤波环节包括所述第一整流桥、所述第二整流桥和滤波电容Cd，所述第一整流桥的第一输出端与所述第二整流桥的第一输出端并联后接入所述滤波电容Cd的第一端，所述第一整流桥的第二输出端与所述第二整流桥的第二输出端并联后接入所述滤波电容Cd的第二端；电路中的元器件参数配置满足下列式子：磁耦合机构参数：Mps1＝Mps2；接收端参数：发射端参数：其中：Mps1为发射线圈和第一接收线圈之间的互感系数，Mps2为发射线圈和第二接收线圈之间的互感系数，Ms1s2为第一接收线圈和第二接收线圈之间的互感系数，Cs1为接收端第一补偿电容，Cs2为接收端第二补偿电容，C0为发射端第二补偿电容，Cp为发射端第一补偿电容，ω为角频率，Ls1为第一接收线圈的自感系数，Ls2为第二接收线圈的自感系数，Rac为Rd折算到交流侧的等效电阻，Rac＝8Rdπ2，Rd为等效负载，∑Xref为接收端折算到发射端的总电抗。

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