01 LCC網路引數

1.接收端LCC補償引數小程式

下面是由參加 第十六屆全國大學智能汽車競賽競速比賽 的同學根據 無線充電LCC補償 方案制作的 LCC引數計算小程式 ，點擊下面圖片便可以進入該小程式界面，

^{▲ 計算LCC補償小程式}

2.發送端LCC計算Python程式

在 無線節能信標除錯說明-2021-3-3 中，根據 無線功率發送器與接收實驗：設定為200kHz 中計算LCC引數程序，編制LCC的計算程式，其中關于電路的基本作業引數在程式前面設定，

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# LCCCAL.PY                    -- by Dr. ZhuoQing 2021-03-03
#
# Note:
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from head import *

#------------------------------------------------------------
Rload = 10                          # Receive load: ohm
RLB = Rload*8/pi**2
f0 = 150e3                          # Work frequency:Hz

M12 = 9.5e-6                        # H
L0 = 29e-6                          # H
P0 = 50                             # Output Power:W

#------------------------------------------------------------
Rref = (2*pi*f0*M12)**2/RLB         # Reflect resistion

printf("Reflect Load :%f"%Rref)

Ubus = 24                           # V
U1 = Ubus*sqrt(2)/pi

Effi = 0.8                          # Efficient
Pref = P0/Effi

I0 = sqrt(Pref/Rref)

printf("I0:%f"%I0)

#------------------------------------------------------------
Xp = U1/I0
Lp = Xp/(2*pi*f0)
Cpp = 1/(2*pi*f0*Xp)
Cps = 1/(2*pi*f0*(2*pi*f0*L0-Xp))

printf('Xp=%5.3f uH'%(Xp*1e6))
printf('Lp=%5.3f uH'%(Lp*1e6))
printf('Cpp=%5.3f nF'%(Cpp*1e9))
printf('Cps=%5.3f nF'%(Cps*1e9))

#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : LCCCAL.PY
#============================================================

02 計算實體

1.設計發送LCC補償網路

在 無線節能信標除錯說明-2021-3-3 給出了150kHz, 50W用于 節能無線信標充電板 的發射板的LCC補償引數計算示例，

（1）設計條件

輸出負載： R L = 10 Ω R_L = 10\Omega RL?=10Ω，對應全橋整流
作業頻率： f 0 = 150 k H z f_0 = 150kHz f0?=150kHz
發送線圈電感： L p = 29 μ H L_p = 29\mu H Lp?=29μH
兩個線圈之間的互感： M 12 = 9.5 μ H M_{12} = 9.5\mu H M12?=9.5μH
功率輸出： P 0 = 50 W P_0 = 50W P0?=50W
傳輸效率： η 0 = 0.8 \eta _0 = 0.8 η0?=0.8
半橋MOS作業電壓： U b u s = 24 V U_{bus} = 24V Ubus?=24V

在150kHz的作業情況下，LCC的引數為：

引數	數值	單位
T型LCC網路左側電感：Lp	4.560	uH
T型LCC網路下側電容：Cpp	246.9	nF
T型LCC網路右側電容：Cps	46.1	nF

2.設計接收LCC補償網路

在 經過標定后的ESP32對于節能信標組充電程序測量 給出了基于小型接收線圈接收無線電能的LCC補償引數計算示例，

^{▲ 測量線圈的重量}

線圈的基本引數：

電感（uH）：13.79
電阻（Ω）：0.068
重量（g）：47
尺寸：內徑：7.1cm；外徑10.9cm
匝數：10匝

在 火中取栗 給出了該線圈在發射線圈中，感應電動勢為：10.3V，

【1.設計條件】

引數名稱	數值	單位
輸出電流 I 0 I_0 I0?	5	A
輸入電壓 U 0 U_0 U0?	10	V
接收線圈電感 L 0 L_0 L0?	13.79	μ H \mu H μH
作業頻率 f 0 f_0 f0?	150	k H z kHz kHz

【2.設計引數】

引數名稱	公式	數值	單位
LCC基本電抗	X 0 = U 0 I 0 X_0 = {{U_0 } \over {I_0 }} X0?=I0?U0??	10 5 = 2 {{10} \over 5} = 2 510?=2	Ω
輸出電感	L s = X 0 2 π f 0 L_s = {{X_0 } \over {2\pi f_0 }} Ls?=2πf0?X0??	2 2 π × 150 k H z = 2.122 μ H {2 \over {2\pi \times 150kHz}} = 2.122\mu H 2π×150kHz2?=2.122μH	μ H \mu H μH
并聯電容	C p = 1 2 π f 0 X 0 C_p = {1 \over {2\pi f_0 X_0 }} Cp?=2πf0?X0?1?	1 2 π × 150 k H z × 2 = 530.5 n F {1 \over {2\pi \times 150kHz \times 2}} = 530.5nF 2π×150kHz×21?=530.5nF	nF
串聯電容	C s = 1 ( 2 π f 0 ) 2 ( L 0 ? L s ) C_s = {1 \over {\left( {2\pi f_0 } \right)^2 \left( {L_0 - L_s } \right)}} Cs?=(2πf0?)2(L0??Ls?)1?	1 ( 2 π × 150 k H z ) 2 ( 13.79 ? 2.122 ) μ H = 96.48 n F {1 \over {\left( {2\pi \times 150kHz} \right)^2 \left( {13.79 - 2.122} \right)\mu H}} = 96.48nF (2π×150kHz)2(13.79?2.122)μH1?=96.48nF	nF

下面是LCC引數計算小程式給出測計算結果：

^{▲ 小程式給出的計算結構}

※ 計算方法小結 ※

前面給出了計算發送LCC的Python程式以及接收LCC補償的小程式，他們的基本原理來自于 無線充電系統在輸出部分采用LCC拓撲結構綜述研究 ，

^{▲ Double-Sided LCC compensation Topology}

誠然使用LCC只是設計中的一種方案，實際可以它還有更多的簡化和變種，

■ 相關文獻鏈接:

第十六屆全國大學智能汽車競賽競速比賽規則
無線充電系統在輸出部分采用LCC拓撲結構綜述研究
LCC引數計算小程式
無線節能信標除錯說明-2021-3-3
無線功率發送器與接收實驗：設定為200kHz
無線節能信標核心板V4-測驗-2021-4-3
經過標定后的ESP32對于節能信標組充電程序測量
火中取栗

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/281715.html

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