传统的无线电能传输技术主要面向单向能量传输,随着无线电能传输技术应用领域的拓展,迫切需要双向无线电能传输(bidirectional wireless power transfer,BWPT)技术以实现无线充电设备间的能量交互。首先简述BWPT系统的基本工作原理,主要...传统的无线电能传输技术主要面向单向能量传输,随着无线电能传输技术应用领域的拓展,迫切需要双向无线电能传输(bidirectional wireless power transfer,BWPT)技术以实现无线充电设备间的能量交互。首先简述BWPT系统的基本工作原理,主要从BWPT系统的典型双向变换拓扑、谐振网络、同步控制技术、功率控制策略、软开关运行及其应用场景等方面论述其研究成果,分析电容式双向无线电能传输系统的发展现状和该技术亟待解决的关键问题,最后对BWPT系统未来值得关注的研究方向进行展望。展开更多
为了提升LCC-LCC型双向无线电能传输系统(LCC-LCC compensated bidirectional wireless power transfer,DLCC-BWPT)的运行效率,该文提出一种基于复合控制的DLCC-BWPT软开关优化控制策略,实现全工作范围内的零电压开关(zero voltage swit...为了提升LCC-LCC型双向无线电能传输系统(LCC-LCC compensated bidirectional wireless power transfer,DLCC-BWPT)的运行效率,该文提出一种基于复合控制的DLCC-BWPT软开关优化控制策略,实现全工作范围内的零电压开关(zero voltage switching,ZVS)。根据BWPT电路的开关规律,分析DLCC-BWPT的基础模态及其离散时间数学模型。在此基础上,对复合控制下DLCC-BWPT的所有工作模态进行分析与定义。结合模态分析和BWPT充放电特性,确定开关管ZVS条件和模态选取原则,分别推导恒流充电、恒压充电、恒流放电工况下的最优控制曲线,提出全工作范围内的ZVS优化控制策略。最后,搭建实验平台,在不同工况下验证所提优化控制策略对于提升DLCC-BWPT运行效率的可行性与有效性。展开更多
传统双向E型无线电能传输(wireless power transfer,WPT)拓扑易进入硬开关状态,导致电能传输效率低。针对此,该文提出无线电能传输系统的改进E^(#)型拓扑及其移相控制策略。首先,构建软开关状态负载范围更宽的双向E^(#)型WPT电路拓扑数...传统双向E型无线电能传输(wireless power transfer,WPT)拓扑易进入硬开关状态,导致电能传输效率低。针对此,该文提出无线电能传输系统的改进E^(#)型拓扑及其移相控制策略。首先,构建软开关状态负载范围更宽的双向E^(#)型WPT电路拓扑数学模型,分析并提取电路实现软开关工作状态的关键变量与约束条件,理论上证明所提拓扑的有效性。然后,推导电路中线圈互感和负载阻抗等参数的解析关系式,并基于此提出可保证系统在负载时始终处于最佳工作状态的移相控制策略。该策略通过控制开关管的门极驱动信号相位,使谐振元件内部储存的能量提前或者滞后释放,从而将开关管修正回软开关状态。最后,通过仿真和实验验证所提双向E^(#)型WPT系统的有效性。实验结果表明,所提方法可保证在5~30Ω的负载范围内电路工作在软开关状态,该范围内的电能传输效率峰值达84.3%。展开更多
文摘传统的无线电能传输技术主要面向单向能量传输,随着无线电能传输技术应用领域的拓展,迫切需要双向无线电能传输(bidirectional wireless power transfer,BWPT)技术以实现无线充电设备间的能量交互。首先简述BWPT系统的基本工作原理,主要从BWPT系统的典型双向变换拓扑、谐振网络、同步控制技术、功率控制策略、软开关运行及其应用场景等方面论述其研究成果,分析电容式双向无线电能传输系统的发展现状和该技术亟待解决的关键问题,最后对BWPT系统未来值得关注的研究方向进行展望。
文摘为了提升LCC-LCC型双向无线电能传输系统(LCC-LCC compensated bidirectional wireless power transfer,DLCC-BWPT)的运行效率,该文提出一种基于复合控制的DLCC-BWPT软开关优化控制策略,实现全工作范围内的零电压开关(zero voltage switching,ZVS)。根据BWPT电路的开关规律,分析DLCC-BWPT的基础模态及其离散时间数学模型。在此基础上,对复合控制下DLCC-BWPT的所有工作模态进行分析与定义。结合模态分析和BWPT充放电特性,确定开关管ZVS条件和模态选取原则,分别推导恒流充电、恒压充电、恒流放电工况下的最优控制曲线,提出全工作范围内的ZVS优化控制策略。最后,搭建实验平台,在不同工况下验证所提优化控制策略对于提升DLCC-BWPT运行效率的可行性与有效性。
文摘传统双向E型无线电能传输(wireless power transfer,WPT)拓扑易进入硬开关状态,导致电能传输效率低。针对此,该文提出无线电能传输系统的改进E^(#)型拓扑及其移相控制策略。首先,构建软开关状态负载范围更宽的双向E^(#)型WPT电路拓扑数学模型,分析并提取电路实现软开关工作状态的关键变量与约束条件,理论上证明所提拓扑的有效性。然后,推导电路中线圈互感和负载阻抗等参数的解析关系式,并基于此提出可保证系统在负载时始终处于最佳工作状态的移相控制策略。该策略通过控制开关管的门极驱动信号相位,使谐振元件内部储存的能量提前或者滞后释放,从而将开关管修正回软开关状态。最后,通过仿真和实验验证所提双向E^(#)型WPT系统的有效性。实验结果表明,所提方法可保证在5~30Ω的负载范围内电路工作在软开关状态,该范围内的电能传输效率峰值达84.3%。
