0 导言
WPT技能近几年来受到了世界和国内学者的广泛重视，未来具有清晰的实用价值和宽广的运用远景，能够带来显着的经济和社会效益 。为习惯不同的要求，国内外提出了一些新式的补偿拓扑，其间，双LCL型WPT体系的研讨最为杰出。因为其具有体系谐振作业频率安稳、原边发射线圈电流稳定以及体系输出电流稳定等优秀特性，可在电动汽车充电、桌面多负载供电等场合进行大规模运用 。可是，在体系轻载时，逆变器输出电流畸变严峻，针对此问题，本文提出串联LC滤波器的改进办法，并经过仿真与试验验证此改进办法下降了逆变器输出电流的谐波畸变率。
1 双LCL型WPT体系作业原理剖析
图1为双LCL型WPT体系的电路等效模型，其间，Ud为直流电压源；S1~S4为IGBT，D1~D4别离为其反并联二极管；Lp、LS别离是原、副边线圈的自感，M为其互感；L1、C1别离为原边补偿电感、原边补偿电容；L2、C2别离为副边补偿电感、副边补偿电容；Uin、Iin别离是逆变器输出电压、输出电流；Ip、Is别离是原边线圈电流、副边线圈电流；R为体系等效电阻负载；Io为体系输出电流。体系作业频率为f，其间，f0为体系谐振作业频率。
经过文献［5］中理论剖析可知，当图1中各体系参数满意如（1）关系式时
由式（2）、式（3）别离能够看出原边线圈电流Ip的巨细、体系输出电流Io的巨细均与体系等效电阻负载R的巨细无关，能够阐明体系具有原边线圈恒流特性以及体系输出电流稳定的特性。一起，由式（4）能够看出逆变器输出体系总阻抗Zin一直出现纯阻性，即，体系等效电阻负载R的改动不会影响体系的固有谐振作业频率，体系具有稳频特性。
前文剖析是依据逆变器输出电压Uin的基波成份进行的，并未考虑逆变器输出电压的谐波重量。传统双LCL型WPT体系选用电压型全桥逆变电路，在驱动电路180°导通办法操控的情况下，逆变器输出电压uin的表达式为：
同理，能够求得逆变器输出电流iin的3次谐波重量和5次谐波重量别离为
`
由图2能够看出，在负载R较小时，逆变器输出电流谐波畸变率较大，这将导致逆变器损耗较大，体系功率下降，一起也加重了体系的不安稳性。针对双LCL型WPT体系在轻载时存在的此问题，本文提出了一种改进办法，如下将具体剖析。
2 改进型双LCL型WPT体系理论剖析
在原体系C1地点支路添加LC滤波器，改进后的体系电路如图3所示。
其间，Lf1与Cf1满意如下关系式：
此刻，在只考虑uin基波成份的情况下，逆变器输出端后级体系总阻抗Zinf11为：
其间，Zr3和Zr5别离如式（12）、式（13）所示。
从图4中能够看出，在负载R较小时，即体系轻载时，改进型体系的逆变器输出电流谐波畸变率相较改进前体系下降显着，阐明改进型体系获得了较好的作用。
3 体系仿真及试验
为了验证上文理论剖析的正确性，本文确认了如表1中所示的仿真以及试验参数。
3.1 仿真剖析
依据表1中的仿真参数以及图1、图3别离建立MATLAB/SIMULINK仿真模型。
当选取负载电阻R为10 Ω时，原体系以及改进型体系的逆变器输出电流别离如图5（a）、5（b）所示。
从图5中能够看出，改进后体系的逆变器输出电流波形相较于原体系的逆变器输出电流波形较为滑润，直观上能够看出改进型体系获得了较好的作用。
对图5中的一切波形别离进行傅里叶剖析得到其谐波柱状图如图6所示。
从图6能够看出，相较原体系，改进型体系总谐波畸变率下降了70.27％，从数据上能够看出，改进型体系均能够获得较好的作用。
3.2 试验剖析
依据表1中的试验参数以及图1、图3别离建立试验渠道。
当选取负载电阻为10 Ω时，原体系以及改进型体系的逆变器输出电流波形别离如图7（a）、7（b）所示。
从图7能够看出，改进型体系的逆变器输出电流试验波形比原体系的逆变器输出电流试验波形要滑润，能够获得较好的作用，与前文理论剖析以及仿真剖析相吻合。
运用Fluke Norma 4000高精度功率剖析仪对试验渠道的功率进行测验，并将成果绘制成折线如图8所示。
从图8中能够看出，改进型WPT体系比原体系均具有较高的传输功率，并且在体系轻载时尤为显着，阐明改进型体系能进步体系全体功率，具有显着的有利作用。
4 定论
在此对传统双LCL型WPT体系存在的逆变器输出电流在体系轻载时畸变较为严峻的问题进行了理论剖析，剖析了导致此问题的根本原因，依据此提出了一种改进型办法，并别离从理论剖析、仿真以及试验验证三个方面证明了两种改进办法的有效性。改进办法能较好的处理传统双LCL型WPT体系存在的问题，关于改进逆变器输出电流波形、减小逆变器开关损耗然后进步体系功率均能获得较好的作用。
