无线电能传输系统中的功率因数校正技术研究

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1、上海交通大学硕士学位论文无线电能传输系统中的功率因数校正技术研究硕士研究生：冯瑞昀学号：1120319082导师：唐厚君教授申请学位：全日制专业学位硕士学科：电气工程所在单位：电子信息与电气工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学IDissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterRESEARCHONPOWERFACTORCORRECTIONFORWIRELESSPOWERTRANSFERSYSTEMCandidate：FengRuiyunSt

2、udentID:1120319082Supervisor：Prof.TangHoujunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringSchoolofElectronicInformationandAffiliation：ElectricalEngineeringDateofDefence：January,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversityII上海交通大学硕士

3、学位论文无线电能传输系统中的功率因数校正技术研究摘要无线电能传输（WPT）技术是一种安全、便捷、具有很大潜在商业价值的新兴技术。大功率WPT系统在投入使用时将对电网造成包括谐波污染在内的一系列影响，需要引入相应的有源功率因数校正（APFC）装置加以改善。电动汽车无线充电系统对APFC环节的要求较高：网侧功率因数达到0.95以上，效率达到96%~97%，功率等级1~10kW或更高。本文首先根据电动汽车对无线充电系统的技术要求，以采用全桥谐振变换器和串-并补偿网络的电磁感应式WPT系统为研究对象，对其电气特性进行了分析，着重研究了参数失配情况下的功率特

4、点，明确了APFC在WPT系统中的必要性和所发挥的作用。根据WPT系统的应用要求设计了三级交错BoostAPFC方案，并提出了一种新的用于平均电流控制的电流检测方法：用IGBT电流替代电感电流实现电压电流双闭环控制。仿真验证了这种新的电流检测方法的可行性，实现了高达0.999的功率因数。此外，本文还仿真验证了三级交错BoostAPFC应用于不同功率等级的WPT系统，功率因数校正效果良好（>0.99），输入电流纹波抑制效果明显，效率达到97%以上。以理论分析和仿真验证为基础设计了基于FAN9673多通道模拟控制芯片的2.5kW三级交错BoostAPF

5、C硬件电路，采用IGBT电流检测替代电感电流检测进行平均电流控制。对样机进行了0.5~2.5kW不同功率等级的电阻负载实验，实现了大于0.99的功率因数和96%以上的效率。本文的后续研究将着重于将该样机应用于完整的WPT系统进行进一步实验验证。I上海交通大学硕士学位论文关键词：无线电能传输，有源功率因数校正，多级交错，双闭环控制，电流检测II上海交通大学硕士学位论文RESEARCHONPOWERFACTORCORRECTIONFORINDUCTIVEWIRELESSPOWERTRANSFERSYSTEMABSTRACTWirelesspowertr

6、ansfer(WPT)technologyisanewtechnologyofsafetyandconveniencewithgreatpotentialcommercialvalue.HighpowerWPTapplicationswillcauseaseriesofeffectsonthegrid,includingtheharmonicpollution,whichrequiresthecorrespondingactivepowerfactorcorrection(APFC)devicetoimproveit.TakingEVwireles

7、schargingasthebackground,requirementsfortheAPFCforWPTsystemarequitedemanding:highpowerfactortoreachmorethan0.95,highefficiencytoachieve96%~97%,andpowerlevelof1~10kWorhigher.AccordingtoEVwirelesschargingtechnicalrequirements,thispaperfocusesontheinductiveWPTsystemwithafull-brid

8、geresonantconverterandaseries-parallelcompensationnetwork,the