感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中需要引入谐振补偿网络来消除电路中的无功损耗,而固定参数下的谐振补偿网络往往只能实现恒压或者恒流源输出,输出类型单一且不具有可控性。为解决这一问题,将常用的LCC型拓扑改进为LCC...感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中需要引入谐振补偿网络来消除电路中的无功损耗,而固定参数下的谐振补偿网络往往只能实现恒压或者恒流源输出,输出类型单一且不具有可控性。为解决这一问题,将常用的LCC型拓扑改进为LCCC型拓扑,并建立数学模型分析该拓扑的电路特性;其次,利用高频开关电容变换器取代单一的补偿电容,实现输出电压调节,并分析多阶受控开关电容(switch-controlled capacitor,SCC)变换器电路的工作原理以及开关管的移相调制条件;最后通过仿真和实验验证该IPT系统的可行性与有效性。仿真和实验结果表明:所构建的三SCC结构的LCCC-S型IPT系统具有软开关特性,控制方式简单;在不同负载和互感的条件下,可定向调节输出电压;在松耦合系数较低的情况下,系统的仿真效率平均为91.51%(最高为92.96%),实验效率平均为80.6%(最高为83.43%);调节过程中可以使IPT系统始终处于弱感性状态,保证了IPT系统在实现输出调整的同时依然具有较低的无功损耗。展开更多
文摘感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中需要引入谐振补偿网络来消除电路中的无功损耗,而固定参数下的谐振补偿网络往往只能实现恒压或者恒流源输出,输出类型单一且不具有可控性。为解决这一问题,将常用的LCC型拓扑改进为LCCC型拓扑,并建立数学模型分析该拓扑的电路特性;其次,利用高频开关电容变换器取代单一的补偿电容,实现输出电压调节,并分析多阶受控开关电容(switch-controlled capacitor,SCC)变换器电路的工作原理以及开关管的移相调制条件;最后通过仿真和实验验证该IPT系统的可行性与有效性。仿真和实验结果表明:所构建的三SCC结构的LCCC-S型IPT系统具有软开关特性,控制方式简单;在不同负载和互感的条件下,可定向调节输出电压;在松耦合系数较低的情况下,系统的仿真效率平均为91.51%(最高为92.96%),实验效率平均为80.6%(最高为83.43%);调节过程中可以使IPT系统始终处于弱感性状态,保证了IPT系统在实现输出调整的同时依然具有较低的无功损耗。
