1.一种可配置充电电压和充电电流的恒流恒压IPT系统,其特征在于,包括:逆变器、LCL型补偿网络、T型补偿网络、T'型补偿网络、整流器以及充电负载;
所述逆变器与所述LCL型补偿网络相连接;所述逆变器用于输出交流电压源作为所述LCL型补偿网络的输入激励;所述LCL型补偿网络,具体包括:发射侧的补偿元件、变压器以及接收侧的补偿元件;所述发射侧的补偿元件包括线圈LP1以及电容CP;所述接收侧的补偿线圈包括电容CS、电容CSe以及电感LSe;所述变压器的发射线圈为电感LP,接收线圈为电感Ls;
所述线圈LP1的一端与所述逆变器相连接,所述线圈LP1的另一端分别与所述电容CP以及所述电感LP的一端相连接;所述电容CP分别与所述逆变器以及所述电感LP的另一端相连接;
所述电感Ls的一端与开关S1的一端相连接,所述开关S1的另一端根据不同充电模式连接不同的触点;所述电感Ls的另一端与开关S2的一端相连接,所述开关S2的另一端根据不同充电模式连接不同的触点;
所述电容CSe的一端与所述开关S1的触点1以及所述电感LSe的一端相连接,所述电容CSe的另一端与所述开关S2的触点1以及所述T'型补偿网络相连接;所述电感LSe的另一端与所述T'型补偿网络相连接;所述开关S1的触点2与所述电容CS的一端相连接;所述电容CS的另一端与所述T型补偿网络相连接;所述开关S2的触点2与所述整流器相连接;
当开关S1连接到触点2,开关S2连接到触点2,开关S3闭合时,所述LCL型补偿网络与所述T型补偿网络相连接,进入恒流充电模式,所述T型补偿网络连接所述整流器;所述LCL型补偿网络与所述T型补偿网络复合构成可配置充电电流的IPT恒流充电系统;所述T型补偿网络,具体包括:电感LS1、电容CS2、电感LS3以及开关S3;
所述电感LS1的一端与所述电容CS的另一端相连接;所述电感LS1的另一端与电容CS2的一端以及所述电感LS3的一端相连接;所述电容CS2的另一端与所述开关S3的一端;所述开关S3的另一端与所述开关S2的触点2、所述整流器相连接;所述电感LS3的另一端与所述整流器相连接;
当负载电压上升至切换的阈值电压时,开关S1连接到触点1,开关S2连接到触点1,开关S3断开时,所述LCL型补偿网络与所述T'型补偿网络相连接,进入恒压充电模式,所述T'型补偿网络连接所述整流器;所述LCL型补偿网络与所述T'型补偿网络复合构成可配置充电电压的IPT恒压充电系统;所述整流器与所述充电负载相连接;所述T'型补偿网络,具体包括:电感LS1'、电容CS2'、电感LS3';
所述电感LS1'的一端与所述电感LSe的另一端相连接;所述电感LS1'的另一端与所述电容CS2'的一端以及所述电感LS3'的一端相连接;所述电容CS2'的另一端与所述电容CSe的另一端、所述整流器相连接;所述电感LS3'的另一端与所述整流器相连接;
当所述开关S1连接到所述开关S1的触点2,开关S2连接到所述开关S2的触点2,所述开关S3闭合时,所述可配置充电电压和充电电流的恒流恒压IPT系统进入所述恒流充电模式,所述LCL型补偿网络为LCL‑S型补偿网络;
当所述开关S1连接到所述开关S1的触点1,所述开关S2连接到所述开关S2的触点1,所述开关S3断开时,所述可配置充电电压和充电电流的恒流恒压IPT系统进入所述恒压充电模式,所述LCL型补偿网络为LCL‑LCL型补偿网络。
2.根据权利要求1所述的可配置充电电压和充电电流的恒流恒压IPT系统,其特征在于,所述恒流充电模式下:在恒流模式下,流经充电负载的电流IB为: 其中,E为直流稳压电源E的电压值;M为发射线圈和接收线圈之间的互感;ω为角频率;CS2为所述电容CS2的电容值;LP1为所述线圈LP1的电感值;
在恒流模式下,所述可配置充电电压和充电电流的恒流恒压IPT系统的输入阻抗Zin为:
其中,CP为所述电容CP的电容值;RL为充电负载。
3.根据权利要求2所述的可配置充电电压和充电电流的恒流恒压IPT系统,其特征在于,所述恒压充电模式下:在恒压模式下,充电负载两端电压VB为: 其中,CSe为所述电容CSe的电
容值;
在恒压模式下,所述可配置充电电压和充电电流的恒流恒压IPT系统的输入阻抗Zin'为: 其中,CS2'为电容CS2'的电容值;Req为整流器和充电负载的等效阻抗值。