【作 者】余冰融

【摘 要】

感应耦合无线电能传输技术(ICPT)是近年来电力电子领域的一个研究热点，相比传统的接触式的电能传输方式，ICPT技术拥有便捷、安全、易维护、环境适应性强等优势，在各个领域都得到了极大地关注。

ICPT技术的基本原理是基于电磁感应原理，通过原副边线圈的耦合实现的，所以说耦合机构对ICPT系统来说是非常重要的一部分。针对不同的应用环境，ICPT系统的耦合机构都有其相应的设计，在应用于无人机、植入式医疗器械等领域的ICPT系统的耦合机构在耦合系数上都存在较大的变化，所以本文针对在耦合系数在一定范围内变化的条件下，如何保持电能高效、稳定地传输展开研究设计。

本文应用了一种原边为复合谐振，副边为基本谐振的LCC-S不对称补偿拓扑。它比单级LC谐振变换器具有更大的谐振容量；拥有更好的鲁棒性；在相同功率等级下，开关器件的电压、电流应力更小。通过粒子群算法优化了耦合机构参数，改善系统的鲁棒性。

本文的主要工作内容有以下5点：

1.介绍了无线电能传输技术的研究现状。

2.针对变化的互感系数条件下的ICPT系统进行分析，得出其核心问题，并对其基本模块进行选型设计。

3.通过建立数学模型，得出了四种基本拓扑的输出功率、效率与互感的关系，分析了四种基本拓扑的特性；进一步探讨了原边为复合谐振，副边为简单谐振的不对称拓扑结构；应用了电容切换的控制方法。

4.运用粒子群算法得出最佳参数提升系统鲁棒性。

5.利用电子电子器件将系统的各个模块组建起来，展开宽耦合系数范围的ICPT系统实验，首先将得到的实验数据进行单独的分析，再和本文中的理论结果进行对比，客观地对其可靠性、正确性、可行性做出判断。

【关键词】互感系数、无线电能传输技术、复合谐振、粒子群、鲁棒性

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