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浮空器电源电流均衡非谐振线性软开关直流升压变换拓扑
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作者 胡肖飞 李虹 +2 位作者 曾洋斌 苏文哲 徐国宁 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第8期2792-2800,共9页
临近空间浮空器在通信保障、地质勘探、科学实验等领域得到广泛应用,其电能变换设备因特殊的应用场景,要求具有高效、小型化和轻量化特征,又因浮空器电源中光伏电池的输出侧端口电压较低,直流母线电压较高,研制高效率、高功率密度和高... 临近空间浮空器在通信保障、地质勘探、科学实验等领域得到广泛应用,其电能变换设备因特殊的应用场景,要求具有高效、小型化和轻量化特征,又因浮空器电源中光伏电池的输出侧端口电压较低,直流母线电压较高,研制高效率、高功率密度和高电压增益的直流变换器对临近空间浮空器电源至关重要。在此技术背景下,基于可以实现高增益的箝位电容变换器和非谐振软开关技术,提出一种新型电流均衡非谐振线性(NRL)软开关直流升压变换拓扑。所提拓扑能够实现所有开关管的零电流(ZCS)开通和所有二极管的ZCS关断,同时能够消除因电容充放电导致的器件电流尖峰。通过仿真和硬件试验验证了所提拓扑的有效性和正确性,为临近空间浮空器电源中直流升压电能变换提供了一种新的拓扑选择。 展开更多
关键词 浮空器电源 直流升压变换器 非谐振线性软开关技术 高增益 拓扑
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非隔离型光伏并网逆变器软开关技术 被引量:23
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作者 肖华锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期812-821,960,共11页
非隔离型光伏并网逆变器的电路拓扑技术和市场应用得到了充分发展和广泛普及。该文讨论非隔离型光伏并网逆变器的软开关实现技术的可行性和实现方法,为下一代高功率密度非隔离型光伏并网逆变器打下基础。为此,该文提出一种兼顾直流母线... 非隔离型光伏并网逆变器的电路拓扑技术和市场应用得到了充分发展和广泛普及。该文讨论非隔离型光伏并网逆变器的软开关实现技术的可行性和实现方法,为下一代高功率密度非隔离型光伏并网逆变器打下基础。为此,该文提出一种兼顾直流母线极性和独立零矢量续流结构的并联型双谐振网络的软开关实现架构,取名为"续流谐振腔逆变器"。在新型软开关架构的指引下分别以零电压和零电流两种软开关实现为目标,通过谐振轨迹规划、基本谐振单元和拓扑改造优化等步骤,完成当前市场主流非隔离型光伏并网逆变器拓扑的软开关化升级。同时,讨论了软开关非隔离型光伏并网逆变器的漏电流和非单位功率因数运行等关键技术问题,并给出建议的解决措施。进而挑选ZVT-Heric和ZCT-Heric为例搭建了3kW功率等级实验样机,进行了原理验证。最后总结分析了软开关非隔离型光伏并网逆变器的技术特点和面临的挑战。 展开更多
关键词 隔离型光伏并网逆变器 开关架构 谐振单元
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新型非最小电压应力无源无损Buck电路软开关的设计 被引量:14
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作者 姚绪梁 于乐 罗耀华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期667-672,共6页
无源无损缓冲电路可分为:最小电压应力无源无损缓冲电路和非最小电压应力无源无损缓冲电路。非最小电压应力无源无损缓冲电路中缓冲电感与电容的比值不再受到限制,能实现更宽的占空比,且具有更高的工作效率。因此本文针对非最小电压应... 无源无损缓冲电路可分为:最小电压应力无源无损缓冲电路和非最小电压应力无源无损缓冲电路。非最小电压应力无源无损缓冲电路中缓冲电感与电容的比值不再受到限制,能实现更宽的占空比,且具有更高的工作效率。因此本文针对非最小电压应力无源无损缓冲电路展开研究,以Buck变换器为基础,设计出了一种新型的非最小电压应力无源无损缓冲电路,经研究验证了该缓冲电路可有效降低开关损耗,且具有将缓冲过程中存储的能量回馈给电源的优势。 展开更多
关键词 无源无损开关技术 最小电压应力无源无损缓冲电路 最小电压应力无源无损缓冲电路 BUCK变换器
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基于软开关技术的交流调速系统逆变电路控制的改进 被引量:3
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作者 王宏 吴艳敏 +2 位作者 王子成 张宁 戚博文 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2014年第4期54-60,共7页
以异步电机为被控对象,设计了一种基于辅助二极管谐振极逆变器(ADRPI)的新型软开关三相逆变器及其驱动控制电路,并在实验基础上对设计的逆变电路及驱动控制电路提出了改进措施,即采用新型的软开关逆变电路及对驱动控制电路中元器件参数... 以异步电机为被控对象,设计了一种基于辅助二极管谐振极逆变器(ADRPI)的新型软开关三相逆变器及其驱动控制电路,并在实验基础上对设计的逆变电路及驱动控制电路提出了改进措施,即采用新型的软开关逆变电路及对驱动控制电路中元器件参数进行选优.实验结果证明,ADRPI软开关逆变电路输出波形中的尖峰脉冲得到了有效抑制,改善了逆变电路的输出特性,提高了输出电流的质量. 展开更多
关键词 开关技术 辅助二极管谐振极逆变器 交流调速系统 电流质量 逆变电路
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T型中点钳位三电平逆变器的零电流转换软开关技术 被引量:17
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作者 姚修远 吴学智 +1 位作者 杜宇鹏 吴跃林 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期179-188,共10页
依据T型中点钳位(T-NPC)三电平逆变器的换流特点,提出了一种零电流软开关拓扑,每相桥臂仅需要额外使用两个辅助谐振开关器件和一条LC谐振支路。详细介绍了该软开关技术的换流过程和工作原理,在不改变传统PWM控制策略的前提下就能够保证... 依据T型中点钳位(T-NPC)三电平逆变器的换流特点,提出了一种零电流软开关拓扑,每相桥臂仅需要额外使用两个辅助谐振开关器件和一条LC谐振支路。详细介绍了该软开关技术的换流过程和工作原理,在不改变传统PWM控制策略的前提下就能够保证主桥臂和辅助桥臂的开关器件实现零电流开关。通过对拓扑电路的简化并结合相平面分析图的方法,指出了所提出软开关拓扑具有谐振圆心偏移的对偶关系,并对该软开关拓扑的谐振参数选择和辅助桥臂的控制时序进行了理论分析和推导。最后通过半桥样机实验,对所提出软开关拓扑的可行性和优点进行了验证。 展开更多
关键词 T型中点钳位三电平 零电流开关技术 谐振参数 控制时序
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三相软开关逆变器的PWM实现方法 被引量:58
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作者 许春雨 陈国呈 +1 位作者 张瑞斌 张凌岚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期23-27,共5页
该文详细阐述了采用三角载波和锯齿载波对本逆变器实现(ZVS)软开关动作的影响。使用三角载波实现软开关动作时,由于开关动作时刻不固定,使得谐振时刻难于控制,并且谐振次数多,使直流母线电压得不到充分利用。采用正斜率锯齿载波虽然能... 该文详细阐述了采用三角载波和锯齿载波对本逆变器实现(ZVS)软开关动作的影响。使用三角载波实现软开关动作时,由于开关动作时刻不固定,使得谐振时刻难于控制,并且谐振次数多,使直流母线电压得不到充分利用。采用正斜率锯齿载波虽然能解决上述问题,但是会造成在锯齿波垂直沿前后处于零矢量状态,电机的能量与谐振电路不发生交换,不能满足软开关谐振条件。指出要实现本电路的软开关动作模式,载波必须采用正负斜率交替的锯齿波,并根据电机电流极性来切换锯齿波的斜率,这是逆变器开关元件实现软开关动作的必要条件。实验证明了采用本控制方式,逆变器的输出电流波形具有良好的正弦度。 展开更多
关键词 三相开关逆变器 PWM 电力电子技术 谐振电路 电路结构
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适合大电流输入高压输出的软开关直流变换器 被引量:1
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作者 袁义生 胡盼安 田纪云 《电源学报》 CSCD 2015年第3期1-12,共12页
首先,提出了一种LLC谐振的软开关直流变换器,其中原边包含4个开关管、2个变压器绕组和1个耦合电容,并利用耦合电容构造了2个变压器绕组同时工作的回路,实现了两者的均流;副边包含2个二极管和2个谐振电容,构成了一个谐振式倍压电路;然后... 首先,提出了一种LLC谐振的软开关直流变换器,其中原边包含4个开关管、2个变压器绕组和1个耦合电容,并利用耦合电容构造了2个变压器绕组同时工作的回路,实现了两者的均流;副边包含2个二极管和2个谐振电容,构成了一个谐振式倍压电路;然后,利用变压器漏感、励磁电感和谐振电容产生LLC谐振来传递能量,各开关管能实现零电流开通,二极管零电流关断,且承受的反向电压为输出电压,关断损耗也很小;最后,分析了电路各阶段的工作原理,推导了电压增益特性,并设计了一款22~28 V输入、360 V输出、额定负载800 W的样机。实验测试结果证明,电路最高效率达到93.5%,同时也证明了电路的有效性。 展开更多
关键词 开关 LLC谐振 直流电压增益 倍压技术
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基于副边谐振技术的单端反激式变换器EMI分析 被引量:9
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作者 陈强 陈章勇 陈勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期728-737,共10页
针对传统单端变换器中电压和电流变化率大、电磁干扰严重的问题,研究一种基于副边谐振技术的单端反激式变换器,在应用副边谐振技术后,该变换器谐振电容电压的影响和励磁电感的设计可使开关管电压、电流应力降低,谐振腔的位置设计将整流... 针对传统单端变换器中电压和电流变化率大、电磁干扰严重的问题,研究一种基于副边谐振技术的单端反激式变换器,在应用副边谐振技术后,该变换器谐振电容电压的影响和励磁电感的设计可使开关管电压、电流应力降低,谐振腔的位置设计将整流二极管和谐振二极管的端电压钳位在输出电压,合适大小的谐振周期可以使谐振二极管实现零电流关断。本文分析断续导通模式下副边谐振变换器的噪声耦合路径、等效模型、噪声优化理论。分析结果表明:引入副边谐振技术后,共模噪声源减小,合理设计谐振腔可增大等效阻抗,进一步减小共模电压;相比传统反激变换器,励磁电感设计得更大,从而降低变压器的电流纹波,减小差模噪声。搭建仿真模型和60W实物样机,实验验证了副边谐振技术可以有效降低电磁干扰水平。 展开更多
关键词 单端变换器 开关技术 副边谐振 电磁干扰
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非谐振子的高阶压缩
9
作者 冯艳全 李希曾 《量子电子学报》 CAS CSCD 1992年第1期85-86,共2页
随着高阶相关测量技术的发展,量子电磁场的高阶压缩的研究引起了人们的重视。1985年Hong和Mandel提出了量子场高阶压缩的概念,并计算了简并参量下转换、二次 谐波的产生等过程中场的高阶压缩。本文重点研究非谐振子的高阶压缩。 相干光... 随着高阶相关测量技术的发展,量子电磁场的高阶压缩的研究引起了人们的重视。1985年Hong和Mandel提出了量子场高阶压缩的概念,并计算了简并参量下转换、二次 谐波的产生等过程中场的高阶压缩。本文重点研究非谐振子的高阶压缩。 相干光通过非吸收的光学双稳非线性介质,光场与介质相互作用,其物理模型为非谐振子。 展开更多
关键词 高阶压缩 谐振 相关测量技术 量子电磁场 参量下转换 线性介质 物理模型 光学双稳 压缩程度 哈密顿量
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基于四路串联谐振变换单元的涡流制动励磁电源在高速列车上的应用研究
10
作者 殷振环 陈嘉楠 +1 位作者 谢冰若 王赛 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第3期48-55,共8页
涡流制动相比目前动车组上普遍采用的轮轨黏着制动在高速区段具有一定优势,成为动车组新技术的研究方向之一。涡流制动励磁电源是涡流制动系统的重要组成部分,对涡流制动控制和系统性能具有重要作用。文中对一种适用于高速列车的基于四... 涡流制动相比目前动车组上普遍采用的轮轨黏着制动在高速区段具有一定优势,成为动车组新技术的研究方向之一。涡流制动励磁电源是涡流制动系统的重要组成部分,对涡流制动控制和系统性能具有重要作用。文中对一种适用于高速列车的基于四路串联谐振变换单元的励磁电源进行了研究,具有较高的可靠性和可控性,并且采用软开关技术,在功率密度和系统效率方面具有一定优势。 展开更多
关键词 涡流制动 励磁电源 谐振变换 开关 交错开关技术
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非接触电能双向推送模式研究 被引量:28
11
作者 戴欣 孙跃 +2 位作者 苏玉刚 唐春森 王智慧 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第18期55-61,共7页
在非接触电能传输系统中,由于电能单向传输特性,系统存在电能回馈困难、系统开环运行效率低等问题。提出一种非接触电能双向推送模式,用于完成电能发射端与接收端的双向直接转换。在此模式中,能量发射及接收端具有对称结构,既可工作于... 在非接触电能传输系统中,由于电能单向传输特性,系统存在电能回馈困难、系统开环运行效率低等问题。提出一种非接触电能双向推送模式,用于完成电能发射端与接收端的双向直接转换。在此模式中,能量发射及接收端具有对称结构,既可工作于磁场激发模式也可工作于磁场接收模式,以满足能量双向传输的需求。在此基础上,提出一种基于谐振软开关的双向电能高频变换拓扑,并建立能量注入与自治振荡双工作模式,实现传输功率的动态调节。提出了电能变换拓扑的谐振环节参数设计方法并构建状态空间模型。通过仿真及实验研究,证明了非接触电能双向推送模式的可行性。 展开更多
关键词 双向 接触 电能推送 谐振开关
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CLC型非接触电能传输系统输出控制 被引量:16
12
作者 王智慧 孙跃 +2 位作者 戴欣 苏玉刚 唐春森 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期26-31,共6页
为实现对CLC型非接触电能传输系统输出功率的控制,基于离散映射方法,完成了系统模型的构建,对周期不动点进行了解析描述,得出软开关频率点的求解方法和不同频率点上输出功率的计算方法,在此基础上,提出了基于平均功率平衡的控制方法,通... 为实现对CLC型非接触电能传输系统输出功率的控制,基于离散映射方法,完成了系统模型的构建,对周期不动点进行了解析描述,得出软开关频率点的求解方法和不同频率点上输出功率的计算方法,在此基础上,提出了基于平均功率平衡的控制方法,通过实验对该方法进行了验证.结果表明:通过不同频率点的组合控制,能够使系统在最大41 ms内完成在20~50 V之间的双向跳变,以满足不同的系统输出要求,开关器件工作在软开关状态. 展开更多
关键词 接触电能传输 开关频率点 复合谐振 输出控制
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适用于非接触电能传输系统的新型AC/DC/AC变换器 被引量:8
13
作者 王智慧 孙跃 +2 位作者 苏玉刚 戴欣 唐春森 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期84-89,共6页
提出了基于串联谐振、适用于非接触电能传输系统的新型AC/DC/AC高频变换器,避免了由于传统AC/DC/AC高频变换器中存在直流滤波和调压环节所带来的缺陷,降低了二次回路输出正弦电压的控制难度。介绍了该变换器的电路拓扑结构和工作原理,... 提出了基于串联谐振、适用于非接触电能传输系统的新型AC/DC/AC高频变换器,避免了由于传统AC/DC/AC高频变换器中存在直流滤波和调压环节所带来的缺陷,降低了二次回路输出正弦电压的控制难度。介绍了该变换器的电路拓扑结构和工作原理,分析了系统的控制模式,对不同工作模态进行了建模分析,并用仿真和实验结果证明了分析的正确性。 展开更多
关键词 接触电能传输 串联谐振 高频变换器 开关
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一种谐振型推挽式直流变换器 被引量:17
14
作者 袁义生 龚昌为 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期83-87,93,共6页
通过在变压器副边串联LC谐振器件,在谐振频率高于2倍开关频率时,电路能实现功率MOSFET的零电压开通和零电流关断,以及副边续流二极管的零电流关断。描述了电路软开关实现的具体过程。针对副边LC谐振过程中特有的n周期谐振现象,探索了其... 通过在变压器副边串联LC谐振器件,在谐振频率高于2倍开关频率时,电路能实现功率MOSFET的零电压开通和零电流关断,以及副边续流二极管的零电流关断。描述了电路软开关实现的具体过程。针对副边LC谐振过程中特有的n周期谐振现象,探索了其形成机理,推导了n周期谐振下输出电压、负载电阻及谐振电容电压之间的解析公式关系,归纳得到了变换器输出电压与输出电阻、输出电流之间的特性曲线,进而阐述了电路的应用范围及设计特点。最后制作了一台实验室样机,样机最多可工作在4周期谐振模式下,对不同负载、不同周期谐振工作状态的电路波形进行测试,验证了电路工作原理。 展开更多
关键词 直流变换器 推挽电路 开关技术 LC谐振 n周期谐振
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有源钳位正激二次侧谐振PWM Buck-Boost型变换器 被引量:8
15
作者 曹太强 王军 +1 位作者 孙章 罗谦 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期10-18,共9页
针对传统有源钳位正激(ACF)变换器存在输出二极管反向恢复损耗,以及轻载时不能实现软开关的问题,提出了ACF二次侧谐振(SSR)PWM(ACF-SSR-PWM)Buck-Boost型变换器,分析了ACF-SSR-PWM Buck-Boost型变换器的工作模式及其稳态特性。分析结果... 针对传统有源钳位正激(ACF)变换器存在输出二极管反向恢复损耗,以及轻载时不能实现软开关的问题,提出了ACF二次侧谐振(SSR)PWM(ACF-SSR-PWM)Buck-Boost型变换器,分析了ACF-SSR-PWM Buck-Boost型变换器的工作模式及其稳态特性。分析结果表明:ACF-SSR-PWM Buck-Boost型变换器可以在全负载范围内实现主开关管、辅助开关管的零电压开通(ZVS)和输出二极管的零电流关断(ZCS),其电压传输比与负载、开关频率和占空比无关,呈现出DC-DC变压器(DCX)的工作特性。与二次侧谐振ACF变换器相比,ACF-SSR-PWM Buck-Boost型变换器减小了辅助开关管的电流应力和主开关管的关断电流。最后,搭建了一台200V输入、50V/1.6A输出的实验装置,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 有源钳位正激变换器 谐振变换器 PWM变换器 开关技术 DC-DC变压器
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功率谐振变换器及其发展方向 被引量:16
16
作者 朱建华 罗方林 《电工电能新技术》 CSCD 2004年第1期55-59,共5页
功率谐振变换器是一种基于软开关技术的电力电子变换装置。本文从拓扑结构、开关特性和控制技术等不同角度出发,讨论了谐振变换器的基本结构、特点及运行规律,并且提出了相关的应用领域和今后的发展方向。
关键词 功率谐振变换器 开关技术
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结实型谐振直流环节逆变器的分析和研究 被引量:1
17
作者 何志伟 张波 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期77-82,共6页
电力电子技术发展的主要趋势之一是高频化,而谐振软开关技术是实现高频化的有效途径。本文以较有研究价值的结实型谐振直流环节作为研究对象,讨论了其工作原理、工作状态分析和控制特性,并结合逆变器负载对整个结实型谐振直流环节几... 电力电子技术发展的主要趋势之一是高频化,而谐振软开关技术是实现高频化的有效途径。本文以较有研究价值的结实型谐振直流环节作为研究对象,讨论了其工作原理、工作状态分析和控制特性,并结合逆变器负载对整个结实型谐振直流环节几种有效的控制策略作了研究,最后以单相结实型谐振直流环节逆变器为对象进行了仿真,验证了理论分析结果。 展开更多
关键词 谐振技术 开关技术 拓扑 逆变器
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基于LLC串联谐振的半桥变换器的研究 被引量:6
18
作者 门秀萍 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期410-413,共4页
提出了一种新型LLC串联谐振变换器。它可使原边所有的开关管零电压导通、副边的整流管零电流关断,因而可实现极高的转换效率。由于电路利用了变压器的励磁电感,可使变换器在宽输入范围内实现软开关。此外,利用漏感参与谐振,可有效降低... 提出了一种新型LLC串联谐振变换器。它可使原边所有的开关管零电压导通、副边的整流管零电流关断,因而可实现极高的转换效率。由于电路利用了变压器的励磁电感,可使变换器在宽输入范围内实现软开关。此外,利用漏感参与谐振,可有效降低副边整流管的电压应力,提高EMI性能。在分析LLC串联谐振变换器工作原理的基础上,设计了实验样机。实验结果证明,变换器转换效率可达到92.1%。 展开更多
关键词 开关技术 零电压开关 LLC串联谐振变换器
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偏谐振工作状态下的无线电能传输系统 被引量:6
19
作者 刘卫国 王尧 +1 位作者 左鹏 田璐 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期22-29,共8页
串串型谐振式无线电能传输系统(Wireless Power Transfer,WPT)工作在谐振状态下时,为了避免系统失谐,需要复杂的频率跟踪控制,而且当耦合互感M=0时,系统发射端串联谐振,发射线圈寄生电阻上会有较大的功率消耗,导致安全隐患。针对上述问... 串串型谐振式无线电能传输系统(Wireless Power Transfer,WPT)工作在谐振状态下时,为了避免系统失谐,需要复杂的频率跟踪控制,而且当耦合互感M=0时,系统发射端串联谐振,发射线圈寄生电阻上会有较大的功率消耗,导致安全隐患。针对上述问题,设计WPT系统处于偏离谐振点工作模式,使激励源频率大于发射端和接收端的谐振频率,利用次级回路的反射容抗抵消初级回路的感抗,无需频率跟踪而且可以实现M=0时低功率输出。基于半桥逆变和E类功率放大器设计两套小功率WPT样机验证上述工作状态的有效性和普适性,实验结果表明偏谐振模式下M=0时WPT样机消耗功率小于2 W,M≠0时系统输出功率和效率随着M的增加而提高,可实现19. 1 W的功率输出和86. 3%的传输效率。 展开更多
关键词 磁耦合谐振 无线电能传输 高频电源 E类功率放大器 开关技术
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一种新型双极性电流源型谐振逆变器的研究 被引量:1
20
作者 朱建华 罗方林 《电工电能新技术》 CSCD 2003年第4期1-5,共5页
本文介绍了一种新型双极性电流源型谐振逆变器,该逆变器具有优异的零电压开关特性,能够显著地减小开关损耗。文章推导了谐振电压和电流的解析表达式,并且讨论了不同元件参数和开关频率对零电压开关特性的影响。PSpice仿真和实验结果验... 本文介绍了一种新型双极性电流源型谐振逆变器,该逆变器具有优异的零电压开关特性,能够显著地减小开关损耗。文章推导了谐振电压和电流的解析表达式,并且讨论了不同元件参数和开关频率对零电压开关特性的影响。PSpice仿真和实验结果验证了相应的理论分析。 展开更多
关键词 双极性电流源 谐振逆变器 零电压开关 开关技术
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