张杰臣，黎福海，陈　刚，陈辰希

(湖南大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙410082)

磁谐振串并联混合模型无线电能传输效率分析

张杰臣，黎福海，陈刚，陈辰希

(湖南大学 电气与信息工程学院，湖南 长沙410082)

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统(RWPT)效率问题，运用电路理论建模分析了串串式(SS)模型和串并联混合式(SPPS)模型的等效电路，并推导出相应的传输效率的公式。通过仿真给出了SS模型和SPPS模型的传输效率随距离、负载变化的关系对比图，经过对比分析可知SPPS模型相比于SS模型具有远距离、大负载、高效率的优点，且SPPS模型在不同的传输距离可以通过调整匹配电容值获得较高的传输效率。通过搭建实验平台验证了理论分析及仿真的正确性。

无线电能传输；磁耦合谐振；串串式模型；串并联混合式模型

0　引言

无线电能传输(Wireless Power transfer，WPT)作为一种新型的输电方式，可以不经过任何的电气接触，以空气为介质通过电场、磁场来实现电能从电源到负载的传输。该技术克服了传统的有线电能传输系统易摩擦、老化、产生火花的缺点，并且在许多特殊领域有无法替代的优势,如矿井、水下等。2007年，麻省理工学院(MIT)首次提出了磁耦合谐振式无线电能传输(RWPT)技术并试验成功[1]。随后，RWPT技术受到国内外学者越来越多的研究[2-4]。RWPT技术传输主要参数指标有传输距离、传输功率、传输效率等。谐振电路的拓扑结构对于这些参数的影响至关重要，因此如何选择合适的电路拓扑值得研究。

由于RWPT系统的谐振电路可以采用串联谐振或并联谐振，RWPT系统拓扑结构则可分为串串(SS)式、串并(SP)式、并串(PS)式、并并(PP)式结构。……