宽负载工况下的LCC-S型兆赫兹感应式WPT系统参数优化设计

E类功率放大器和E类全波整流器具有软开关特性且拓扑结构简单的特点,广泛应用于兆赫兹感应式无线电能传输系统中。传统的E类变换器在宽负载条件下不能维持软开关性能,使得系统传输效率下降。针对此问题,建立了考虑线圈内阻的LCC-S型补偿网络的数学模型,分析了E类全波整流器二极管并联电容的大小在宽负载条件下对其输入阻抗的影响,在保证E类全波整流器功率输出能力条件下,以系统传输效率为优化目标,采用遗传算法对发射侧补偿电容和接收侧补偿电容以及E类全波整流器二极管的并联电容进行优化设计。为验证设计方法的有效性,在ADS中搭建了精准仿真模型,仿真结果表明,在10~100Ω负载范围内系统传输效率维持在84%以上,最大输出功率达到45 W,为兆赫兹感应式无线电能传输系统在宽负载变化下仍能保持高传输效率提供了一种实用的设计方法。