河南工程学院周成虎获国家专利权
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龙图腾网获悉河南工程学院申请的专利非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116317201B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310232400.4,技术领域涉及:H02J50/12;该发明授权非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法是由周成虎;张洋;高有进;郭军杰;陈素霞;黄明明;黄全振;崔娜娜;汪涛;廖卉莲;邱建文设计研发完成,并于2023-03-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法在说明书摘要公布了:本发明提出了一种非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法,其步骤为:构建拓扑结构优化的非接触供电电路:在单相全桥逆变器上加上辅助桥臂构成三相逆变器,一个原边线圈与副边线圈相耦合;根据基尔霍夫定律和变压器原理计算复合谐振网络阻抗;利用复合谐振网络阻抗求解复合谐振网络频率;将原边电路看作是带通滤波器,求解原边电路的固有谐振频率;将副边电路看作是低通滤波器,求解副边电路的固有谐振频率;限定各个频率,使三相逆变器的开关管处于软开关工作状态。本发明在轻载阶段用升频方法使轻载效率提升约3~5%,且简化了电路结构轻载效率提高约3%。本发明在开关频率范围内和变频过程中均具有强鲁棒性的自然软开关切换能力。
本发明授权非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法在权利要求书中公布了:1.一种非接触供电系统拓扑结构优化及频率匹配方法,其特征在于,其步骤如下: 步骤一:构建拓扑结构优化的非接触供电电路:在单相全桥逆变器上加上辅助桥臂构成三相逆变器,三相逆变器通过三相补偿电路分别与三相原边线圈相连接,一个原边线圈与副边线圈相耦合,副边线圈通过单相整流电路与负载相连接; 步骤二:将单相整流电路等效为电流源,将三相逆变器和三相补偿电路等效为半桥电路,根据基尔霍夫定律和变压器原理计算原边线圈、副边线圈与三相补偿电路的复合谐振网络阻抗Zin; 步骤三:对复合谐振网络阻抗Zin求虚部并令虚部等于0,求解复合谐振网络频率fT;不考虑电磁耦合的情况下,将三相原边线圈与三相补偿电路构成的原边谐振电路看作是带通滤波器,求解原边电路的固有阻抗Zp,根据原边固有阻抗Zp,求解原边电路的固有谐振频率fp;将副边线圈和补偿电容构成的副边谐振电路看作是低通滤波器,求解副边电路的固有谐振频率fs; 所述求解复合谐振网络频率fT的方法为:对复合谐振网络阻抗Zin计算虚部ImZin可得: 令虚部ImZin=0Ω,用计算方法求出角频率ωT,根据ωT=2πfT,推导出复合谐振网络频率fT的表达式,舍去含有虚数的解,得到2个实数解: 其中,fT1是复合谐振网络频率fT的的主谐振频率;fT2是复合谐振网络频率fT的高谐振频率;rp32为原边线圈的电感Lp32的内阻;电容Cp32为三相补偿电路中的电容,电容Cs32为副边线圈的电感Ls32并联的电容;rs32为电感Ls32的内阻,M是电感Lp32和副边线圈Ls32的互感;RO为输出负载; 步骤四:为了使三相逆变器的开关管始终处于软开关工作状态: 1开关管的斩波频率fv和副边电路的固有谐振频率fs的关系应满足以下条件:fvmax≤fs≤2·fvmin;fvmin和fvmax分别表示最小开关频率和最大开关频率; 2固有谐振频率fp的两个正实根fp1和fp2,设fp1fp2,计算电感、电容的元件参数,选取元件使开关频率fv满足条件:fp1≤fvmax≤fs≤2·fvimn; 3选取元件使复合谐振网络频率fT的主谐振频率fT1与斩波频率fv满足关系式:fT1≤fvmin。
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