李 甜，肖文勋，张 波，黄雅琪

（华南理工大学电力学院，广州 510641）

ZVS E类逆变器的磁谐振无线输电系统参数分析和设计

李 甜，肖文勋，张 波，黄雅琪

（华南理工大学电力学院，广州 510641）

E类逆变器用作磁耦合谐振式无线输电MCR-WPT系统的激励源时，其等效负载由线圈参数和系统负载决定，由此导致E类逆变器的优化设计较为困难。为此，研究了两螺线管线圈间的互感算法，分析了互感随线圈间距变化的特性，并探讨了MCR-WPT系统两螺线管线圈的传输效率、输出功率及E类逆变器的等效负载与线圈间距的解析关系，给出E类逆变器实现零电压开关ZVS（zero voltage switch）的参数设计方法，仿真验证了互感算法和系统参数设计方法的精确性。实验结果表明，当线圈间距为26 cm时可实现ZVS，且系统效率达到86.3%，验证了理论和仿真分析的有效性和准确性。

无线输电系统；磁耦合谐振式；E类逆变器；互感

磁耦合谐振式无线输电MCR-WPT（magnetically coupled resonant wireless power transmission）比传统电气连接的输电方式更安全、可靠和便捷，非常适合于人体植入式医疗设备、水下设备、高电压设备、防爆设备等特殊应用场合，成为当前的研究热点［1-3］。为提高MCR-WPT的空间自由度、在较低的耦合系数下依然能够保持高效率和较大输出功率，系统一般工作在MHz频率等级。设计高频高效的逆变电路成为MCR-WPT系统必需解决的一个关键问题［4-8］。

E类逆变器只有1个开关管［9-12］，控制简单，在电路最优化参数设计情况下，效率理论值可接近100%，是MHz级高频MCR-WPT的主要功率源［13-15］。为实现电路参数最优，很多学者已对用于MCR-WPT的E类逆变器做了相关研究。……