1.一种用于无线输电高频E类整流器并联电路,其特征在于,包括两台并联连接的第一台E类整流器和第二台E类整流器,两台并联连接的E类整流器输入侧为高频的正弦交流电流源,正弦交流电流源一端连接谐振电容C0和谐振电感L0组成的串联谐振电路,正弦交流电流源另一端连接E类整流器,所述第二台E类整流器具体结构为:包括依次并联连接的二极管Dr2、电容Cr2和高频场效应管SB2、滤波电容CO2,电容Cr2的一端和高频场效应管SB2之间还连接有滤波电感Lr2,高频场效应管SB2和滤波电容CO2之间还连接有二极管DB2,滤波电感Lr2的一端与高频场效应管SB2的漏极以及BOOST升压斩波电路的二极管DB2的阳极连接,二极管DB2的阴极与BOOST升压斩波电路的滤波电容CO2的一端连接,滤波电容CO2两端与负载RL并联;负载电压的地线分别与二极管Dr2的阳极、电容Cr2的另一端、高频场效应管SB2的源极和滤波电容CO2的另一端连接,所述第一台E类整流器具体结构为:包括依次并联连接的二极管Dr1、电容Cr1和高频场效应管SB1、滤波电容CO1,电容Cr1的一端和高频场效应管SB1之间还连接有滤波电感Lr1,高频场效应管SB1和滤波电容CO1之间还连接有二极管DB1,二极管Dr1的阴极连接谐振电感L0的一端,同时也连接滤波电感Lr1的一端,滤波电感Lr1的另一端连接高频场效应管SB1的漏极和BOOST升压斩波电路的二极管DB1的阳极,二极管DB1的阴极与BOOST升压斩波电路的滤波电容CO1的一端连接;滤波电容CO1两端与负载RL并联;负载电压的地线分别与二极管Dr1的阳极、电容Cr1的另一端、高频场效应管SB1的源极和滤波电容CO1的另一端连接。
2.一种用于无线输电高频E类整流器并联电路的控制方法,基于权利要求1所述的一种用于无线输电高频E类整流器并联电路,具体按照以下步骤实施:步骤1、分析第一台E类整流器数学模型,得到第一台E类整流器工作时电流和电压的变化情况;
步骤2、得到第一台E类整流器的输入电流和电压之间的相位角、开关占空比及输出电流;
步骤3、分析第二台E类整流器数学模型,得到第二台E类整流器工作时电流和电压的变化情况;
步骤4、得到第二台E类整流器的输入电流和电压之间的相位角、开关占空比及输出电流;
步骤5、根据分析两台E类整流器中BOOST升压斩波电路的工作电流、电压、相位角、开关占空比及输出电流的大小,对两台E类整流器进行并联均流控制,稳定电容Cr1和Cr2的电压。
3.根据权利要求2所述的一种用于无线输电高频E类整流器并联电路的控制方法,其特征在于,所述步骤1具体如下:
首先单独对第一台E类整流器进行数学模型分析,设在工作过程中,开关管SB1的占空比为0.5,输入侧正弦交流电流源的电流为对于输入侧正弦交流电流源的正半周,在不同时间段内,第一台E类整流器的Cr1电容电流iCr1和电容电压uCr1、Dr1二极管电流iDr1分别满足式(1)~式(3),对式(1)~式(3)进行整理得到式(4),
4.根据权利要求3所述的一种用于无线输电高频E类整流器并联电路的控制方法,其特征在于,所述步骤2为具体如下:
设负载RL上的电流IRL1近似为直流电流,以及系统的输出电压为一稳定值,则第一台E类整流器中BOOST升压斩波电路的输入电压和输出电压即负载电压URL如式(5)所示,输入电流和输出电流即第一台E类整流器的输出电流IRL1如式(6)所示:其中, 为电容Cr1两端的平均电压,即第一台E类整流器中BOOST升压斩波电路的输入电压, 为电感Lr1上的平均电流,即第一台E类整流器中BOOST升压斩波电路的输入电流,dB1为开关管SB1的占空比;
通过对式(4)进行化简求解出其近似解,于是得到在输入电流峰值A、负载电阻RL以及并联电容Cr1确定情况下的输入侧正弦交流电流和其输入电流和电压之间的相位角 占空比dR1以及输出电流IRL1的大小,如式(7)所示:
5.根据权利要求3所述的一种用于无线输电高频E类整流器并联电路的控制方法,其特征在于,所述步骤3具体如下:
对于输入侧正弦交流电流源的负半周,在不同时间段内工作的第二台E类整流器的Cr2电容电流iCr2和电容电压uCr2、Dr2二极管电流iDr2分别满足式(8)~式(10),对式(8)~式(10)进行整理后得到式(11):设负载RL上的电流IRL2近似为直流电流,以及系统的输出电压为一稳定值,则第二台E类整流器中BOOST升压斩波电路的输入电压和输出电压即负载电压URL如式(12)所示,输入电流和输出电流即第二台E类整流器的输出电流IRL2如式(13)所示:其中, 为电容Cr2两端的平均电压,即第二台E类整流器中BOOST升压斩波电路的输入电压, 为电感Lr2上的平均电流,即第二台E类整流器中BOOST升压斩波电路的输入电流,dB2为开关管SB2的占空比。
6.根据权利要求5所述的一种用于无线输电高频E类整流器并联电路的控制方法,其特征在于,所述步骤4具体如下:
通过对式(11)进行化简求解出其近似解,于是得到在输入电流峰值A、负载电阻RL以及并联电容Cr2确定情况下的输入侧正弦交流电流和其输入电流和电压之间的相位角 占空比dR2以及输出电流IRL2的大小,如式(14)所示,由此可见,第二台E类整流器的参数均与第一台E类整流器的参数一致:
7.根据权利要求6所述的一种用于无线输电高频E类整流器并联电路的控制方法,其特征在于,所述步骤5具体如下:
根据分析第一台E类整流器中BOOST升压斩波电路和第二台E类整流器中BOOST升压斩波电路的工作电流、电压、相位角、开关占空比及输出电流的大小,得到两台E类整流器在不同工作时刻的工作状态,对两台整流进行并联控制,两台E类整流器并联运行时为了减小Lr1和Lr2的电感值,从而减小系统体积、重量,要求第一台E类整流器中BOOST升压斩波电路和第二台E类整流器中BOOST升压斩波电路的开关频率必须与输入侧正弦交流电流源的频率一致,否则,电容Cr1和Cr2的电压会产生不可抑制的波动;而且Cr1和Cr2电容上的峰值电压会对开关管SB1和SB2的耐压构成威胁,对E类整流器的并联需要进行均流控制,控制两台E类整流器的电感电流达到均流效果,从而稳定Cr1和Cr2的电压一致。