同步整流在无线电能传输系统中的运用

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1、上海交通大学硕士学位论文同步整流在无线电能传输系统中的运用硕士研究生：刘喜声：学号：1120319036：导师：常越副教授：申请学位：工学硕士：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：DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterTHEAPPLICATIONOFSYNCHRONOUSRECTIFICATIONINWIRELESSPOWERTRANSFERSYSTEMCandida

2、te：LiuXishengStudentID:1120319036Supervisor：ViceProf.ChangYueAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringSchoolofElectronicInformationAffiliation：andElectricalEngineeringDateofDefence：January,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJia

3、oTongUniversity上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密<(请在以上方框内打“V”曰日期：为月•^日曰期：次年丨月2上海交通大学硕士学位论文答辩决议书iilBil姓名刘喜声学号1120319036所在学科电

4、气工程答辩指导教师常越2015-1-20答辩地点智能电网中心302日期论文题目同步整流在无线电能传输系统中的运用投票表决结果：3/^/3(同意票数/实到委员数/应到委员数）答辩结论通过口未通过评语和决议：刘喜声同学的硕士论文针对同步整流在无线电能传输系统运用中存在的问题进行了研究，选题具有理论意义和应用价值。论文的主要创新点为：1.根据感应耦合式无线电能传输（ICPT)系统的电路模型，提出了稳压的功率补偿拓扑，通过仿真和实验，验证了该拓扑的有效性；2.根据ICPT的系统特点，设计了一套同步整流方案。经测试，该同步整流模块在提高ICP

5、T系统效率上有显著作用，可比二极管整流提高7.4%的系统效率。论文阐述清晰，实验数据可靠。论文表明刘喜声同学在本学科领域具有坚实的理论基础和系统的专业知识，具有一定的独立从事科学研究的能力，论文迖到了硕士学位论文的要求。在答辩过程中思路清晰，回答问题正确。经答辩委员会无记名投票，一致同意通过刘喜声同学的论文答辩，并建议授予硕士学位。.丨纟年I月日m%~~^w~~m答辩委员会成员王席韩正之教授上海交通大学委员马殿光副教授上海交通大学电子信息与由.气T趕举院（由气系）委员唐厚君教授上海交通大学电子信息与电气丁耜挙院（由气系）秘书许少伦工

6、程师上海交通大学上海交通大学硕士学位论文同步整流在无线电能传输系统中的运用摘要无线电能传输（WPT）技术是指通过磁场耦合或者电场耦合的形式，向没有电气连接的接收端传送电能。感应耦合式电能（ICPT）传输技术，是当下最为成熟的WPT技术，具有广阔的运用前景与商业价值。整流电路是ICPT系统的重要组成部分，其效率影响整个系统的传输效率。同步整流技术，是以低导通损耗功率MOSFET替代功率二极管的整流技术。如何结合同步整流技术与ICPT传输技术，从而提高系统效率，是本文最主要的研究内容。本文首先从ICPT系统的建模入手，研究了四种经典补偿

7、网络下的输出特性，从模型分析中发现ICPT系统对负载变化极其敏感，而这将不利于同步整流模块的加入。针对这个问题，本文提出串串部分补偿拓扑和串串并补偿拓扑，这两种拓扑具有稳定的输出电压增益。本文选择串串部分补偿拓扑，设计了一套稳压的ICPT系统。接着，论文研究了功率二极管与功率MOSFET的整流损耗，得出同步整流在低电压大电流场合具有很强运用优势的结论。结合同步整流常见驱动方式的研究，本文指出传统驱动方式在ICPT系统中的局限性。针对这个问题，本文创新性地提出一套同步整流控制方案，有效结合同步整流技术与ICPT技术。最后对比测试二极管

8、整流模块与同步整流模块，测试结果表明，结合同步整流的ICPT系统在相同的负载电阻下，最高可提高7.4%的传输效率，验证了本方案的正确性和有效性。关键词：无线电能传输；感应耦合式；补偿拓扑；同步整流；传输效率。I上海交通大学硕士学位论文