樊 京，李定珍，张世杰，田子建

(1.南阳理工学院电子与电气工程学院，河南南阳 473000；2.中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院，北京 100083)

0 引言

手机和电动汽车的无线电能传输技术正在成为理论和应用的研究热点。感应或磁共振式无线电能传输是在法拉第感应定律提出之后首次提出的，后者是现代无线电能传输(WPT)和电气工程的基础。20世纪10年代，尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)提出了使用他的Wardenclyffe塔，向世界各地无线传输电力和信息[1]。他尝试使用非线性对该系统进行阻抗匹配，同时也进行了大功率环境能量采集实验。

为提升无线电能传输系统性能，对工作频率远低于其自谐振频率的WPT系统的线圈，需要额外的补偿电容器来形成初级和次级的谐振回路。科研人员提出了多种补偿结构，以提高充电功率、充电效率和线圈偏移情况下的系统稳定性。文献[2-8]分析了4种基本拓扑补偿结构的频率敏感度、电压增益等性能指标，文献[9]研究一种新型的高线圈偏移容忍度的LCLC拓扑结构，文献[10]分析出各种补偿网络的参数计算方法，给出效率、功率随谐振频率及耦合系数的影响。作为这类线性方法的综述和发展，文献[11]系统总结了各种可能的线性补偿结构，及恒定互感M情况下，恒电压、恒电流输出的条件。

多数文献的结论都是基于耦合系数k恒定或负载恒定的前提条件下得到的。而在真实的无线电能传输系统中，耦合系数k和负载均会变化。单一拓扑补偿结构无法达到理想的性能指标。……