小白一枚，第一次寫帖子，如有錯誤，望各位大佬們多多指教！

本課題是基于LCC諧振式無線充電系統(tǒng)

系統(tǒng)內(nèi)容主要包括：

      單相PWM整流器；

      功率調(diào)節(jié)器；

      高頻逆變器發(fā)射裝置；

      磁耦合器部分；

      整流器接收裝置；

由于系統(tǒng)較為繁瑣，只對系統(tǒng)關(guān)鍵部分，即無線傳輸部分進(jìn)行簡述，PFC和調(diào)功部分不再贅述

本系統(tǒng)采用了基于LCC補償網(wǎng)絡(luò)的無線充電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1所示；

                                如圖1 基于LCC補償網(wǎng)絡(luò)的無線充電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

                                               表1是樣機(jī)的技術(shù)指標(biāo)

                                               表2是LCC補償網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)

磁耦合器仿真

圖2是 ANSYS有限元仿真軟件模擬仿真磁耦合器的模型，為了減輕重量，鐵氧體并不會鋪滿中間層，而是按照磁通走向，把條狀鐵氧體呈放射狀分布放置，并且在優(yōu)化中，有目的地增加磁密高的區(qū)域的鐵氧體用量。

                                      （a）磁耦合器 3D模型示意圖

                                       （b）磁耦合器發(fā)射 /接受端側(cè)視圖

                                         圖2 發(fā)射線圈及接收線圈仿真模型

本設(shè)計采用LCC補償網(wǎng)絡(luò)的方案，該補償網(wǎng)絡(luò)具有

1）恒流源的輸出特性，易于給電池充電，控制簡單，且輸出電流只與輸入電壓和耦合系數(shù)K有關(guān)；

2）通過改變系統(tǒng)參數(shù)來實現(xiàn)ZVS軟開關(guān)，提高開關(guān)管的工作效率；

3）實現(xiàn)原副邊輸入輸出的電流和電壓同相位，具有功率因數(shù)校正的功能；

無線充電的效率一直是關(guān)注的的焦點。經(jīng)由公式推導(dǎo)，效率η 與磁耦合系數(shù)和原副邊電感線圈的品質(zhì)因數(shù)有關(guān)，因此可以通過提高耦合系數(shù)或者提高品質(zhì)因數(shù)來提升系統(tǒng)得傳輸效率。又由于磁耦合系數(shù)k在實際工況中是一個較難以改變的參數(shù)，所以可以從原副邊電感線圈的品質(zhì)因數(shù)著手來提高傳輸效率，即提升系統(tǒng)的諧振角頻率ω 和降低線圈內(nèi)阻R。系統(tǒng)頻率的提升必然會帶來系統(tǒng)損耗的增加。目前其開關(guān)頻率一般在20kHz-150kHz 之間，考慮到效率和造價成本，折中后諧振頻率設(shè)為85kHz。如圖2-3所示為磁耦合器效率曲線，從圖3中可以看出，假定耦合系數(shù)為0.15以上，那么在理想狀態(tài)下，當(dāng)線圈的品質(zhì)因數(shù)達(dá)到500時，磁耦合器理論上傳輸效率可以到達(dá)95%。

                                               圖3 磁耦合器效率曲線

主電路仿真

圖4利用仿真軟件LTspice進(jìn)一步驗證 LCC 的性能。理論分析只考慮了補償電路對輸入為基波的影響。未考慮高次諧波輸出特性的影響。

                                          圖4 LCC補償網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仿真圖

                                       圖5  LCC補償網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仿真波形圖

圖5可以看出原副邊的輸入輸出電流電壓同相位，即輸入功率因數(shù)接近為1。

實物展示

                                          圖6 調(diào)功電路和高頻逆變發(fā)射器PCB

調(diào)功電路主要對接受側(cè)電池進(jìn)行充電調(diào)節(jié)：恒流、恒壓、涓流。

                                                    圖7 主線圈實物圖

下圖為500W時的實測仿真波形

                                             圖8 開關(guān)管的驅(qū)動和管壓降波形

                                            圖9  輸入諧振網(wǎng)絡(luò)的電壓和電流波形