1.一种基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置,其特征在于,包括:高频全桥逆变电路、原边阻抗匹配网络、耦合线圈、副边阻抗匹配网络、恒流恒压切换网络和整流电路;高频全桥逆变电路连接恒定电压源,所述高频全桥逆变电路连接原边阻抗匹配网络,所述原边阻抗匹配网络经过耦合线圈与副边阻抗匹配网络连接,所述副边阻抗匹配网络连接恒流恒压切换网络,所述恒流恒压切换网络通过整流电路与负载相连;所述恒流恒压切换网络包括恒流电容、恒压电容和开关,所述恒流电容和恒压电容并联,所述开关与恒压电容串联,通过所述开关的开闭,实现恒流和恒压充电模式的切换;所述恒流恒压切换网络还包括第六电感和第七电感,所述恒压电容和恒流电容并联,且相交于两个连接点,其中一个连接点通过第六电感与所述副边阻抗匹配网络连接;通过第七电感与整流电路连接;另一连接点分别与所述副边阻抗匹配网络和整流电路连接;当开关断开的情况下,电路运行在恒流模式下,完整电路的电流增益为:当开关闭合的情况下,电路运行在恒压模式下,完整电路的电压增益为:其中, ω 为角频率 , 为恒流电容, 为虚数符号, M 12 是第一电感和第二电感的互感, M 34 是第三电感和第四电感的互感, 是第五电感, 是原边T型阻抗匹配网络的补偿电感 L X 的阻抗;所述耦合线圈包括第一电感、第二电感、第三电感和第四电感,其中第一电感和第三电感与所述原边阻抗匹配网络连接,所述第二电感和第四电感与所述副边阻抗匹配网络连接;所述第一电感和第三电感串联,所述第二电感和第四电感并联;所述副边阻抗匹配网络包括第二电容、第四电容、第五电容和第五电感,其中第二电容与第二电感和第五电感串联,第四电容与第四电感串联,所述第五电容与所述第二电感和第二电容并联。
2.如权利要求1所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置,其特征在于,所述原边阻抗匹配网络包括第一电容、第三电容和第六电容,其中第一电容的输入端连接高频全桥逆变电路,所述第一电容依次与所述第一电感、第三电容和第三电感串联,所述第三电感的输出端连接所述高频全桥逆变电路,所述第六电容与所述第三电容和第三电感并联。
3.如权利要求1所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置,其特征在于,所述原边阻抗匹配网络包括原边S阻抗匹配网络和原边T型阻抗匹配网络,所述第一电容为原边S阻抗匹配网络的补偿电容 C X 和原边T型阻抗匹配网络的补偿电感 L X 的等效器件,所述第一电容的阻抗满足下式:其中, 是第一电容的阻抗, 是补偿电容 C X 的阻抗, 是补偿电感 L X 的阻抗。
4.一种基于复合结构的恒流恒压切换无线充电方法,其特征在于,采用如权利要求1-3任一项所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电装置,包括以下步骤:分析所述复合结构的输出特性,获得其具有与负载无关并在预设偏移下恒定的输出;在所述恒定的输出的基础上,分析恒流恒压切换网络的特性,获得恒流模式和恒压模式的电压或电流增益;调节参数,结合恒流电容和恒压电容的电压或电流增益,使复合结构在预设增益偏差 范围内恒压输出,并且在开关的作用下完成恒流模式到恒压模式切换。
5.如权利要求4所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电方法,其特征在于,所述获得恒流模式和恒压模式的电压或电流增益的方法为:所述恒流恒压切换网络为可重构拓扑结构,当开关S断开时,所述可重构拓扑结构工作在恒流模式下,电流增益为 ;当开关S闭合时,所述可重构拓扑结构工作在恒压模式下,电压增益为 ;当开关断开的情况下,电路运行在恒流模式下,完整电路的电流增益为:当开关闭合的情况下,电路运行在恒压模式下,完整电路的电压增益为:其中, ω 为角频率 , 为恒流电阻, 为虚数符号, M 12 是第一电感和第二电感的互感, M 34 是第三电感和第四电感的互感, 是第五电感, 是原边T型阻抗匹配网络的补偿电感 L X 的阻抗。
6.如权利要求5所述的基于复合结构的恒流恒压切换无线充电方法,其特征在于,所述完成恒流模式到恒压模式切换的方法为:开关S断开,在恒流模式下充电,通过副边的控制系统监测电池电压;判断充电模式是否需要切换,若是进入下一步;监测开关支路的电流,判断其是否为零,若不为零,则继续监测,若为零,则进入下一步;闭合开关S,检查开关S是否实际闭合,若否则返回上一步,若是则开始在恒压模式下充电。