基于阻抗匹配的IPT系統(tǒng)動態(tài)調(diào)諧電容特性研究.pdf

1、作為無線電能傳輸技術(shù)的一個重要分支—感應(yīng)電能傳輸技術(shù)（inductively power transfer，IPT）具有廣泛的應(yīng)用前景。感應(yīng)電能傳輸方式是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸，具有安全、靈敏度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電動汽車、家用電器及消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。
　　針對電動汽車無線充電，其對于地面的距離不同引起系統(tǒng)互感參數(shù)發(fā)生變化；同時對于家用電器供電平臺，不同功率等級的電器的等效負(fù)載參數(shù)不同，這都將導(dǎo)致系統(tǒng)的工作頻率發(fā)生

2、變化，系統(tǒng)的傳輸功率和效率降低。
　　本文針對感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)參數(shù)（互感參數(shù)、負(fù)載參數(shù)等）變化時，保證系統(tǒng)諧振頻率穩(wěn)定的問題展開研究?；诟袘?yīng)電能傳輸系統(tǒng)的高階非線性特性，其工作在軟開關(guān)狀態(tài)時工作頻率點(diǎn)不唯一，當(dāng)系統(tǒng)工作在某一軟開關(guān)工作點(diǎn)時系統(tǒng)的傳輸功率和效率最高，因此當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)變化時需保證感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在當(dāng)前工作頻率點(diǎn)。
　　因此，對系統(tǒng)參數(shù)變化導(dǎo)致系統(tǒng)阻抗不匹配，發(fā)生工作頻率漂移的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過動態(tài)調(diào)節(jié)諧振

3、電路（電感、電容）參數(shù)使系統(tǒng)阻抗匹配，從而保證系統(tǒng)工作頻率的穩(wěn)定性。對現(xiàn)有的動態(tài)調(diào)諧方法（相控電感調(diào)諧方法和簡單并列電容陣列調(diào)諧方法）的工作原理進(jìn)行分析。其中簡單并列電容陣列的補(bǔ)償電容值只能在基準(zhǔn)電容基礎(chǔ)上增加，電容陣列的體積和控制難度隨著等效電容值范圍和精度要求的提高而增大等問題。
　　本文利用復(fù)雜混合結(jié)構(gòu)電容陣列代替簡單并列電容陣列解決了補(bǔ)償電容值只能在基準(zhǔn)電容基礎(chǔ)上增加的問題，并分析復(fù)雜混合結(jié)構(gòu)電容陣列的基本電容模塊的電容個

4、數(shù)、輸出等效電容值范圍及精度，提出三電容模塊，使利用少量電容，實(shí)現(xiàn)輸出等效電容值的范圍較大及精度較高，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然后在提出的三電容模塊的基礎(chǔ)上，為滿足寬功率等級的負(fù)載變化時對輸出等效電容值范圍及精度的要求，提出混合結(jié)構(gòu)三電容陣列。最后利用遺傳算法對三電容模塊的電容取值進(jìn)行優(yōu)化，利用MATLAB環(huán)境下遺傳算法工具箱得到三電容模塊的電容優(yōu)化值，并驗(yàn)證三電容模塊在輸出等效電容值范圍和精度方面的有效性。通過搭建SP型IP T系統(tǒng)模型，在