基于蓝牙控制的谐振式无线输电装置的研制.pdf

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1、第5O卷第11期电力电子技术Vo1．50，No．112016年11月PowerElectrenicsNovember2016基于蓝牙控制的谐振式无线输电装置的研制谢民灿，肖文勋，张波，李甜(华南理工大学，电力学院，广东广州510640)摘要：用于磁耦合谐振式无线输电()装置的E类逆变器高效运行时所要求的条件极为苛刻，当负载、线圈耦合系数等参数变化时，易引起硬开关而损坏器件。为此，根据最佳工作点并留有一定裕度的方式设计了基于E类逆变器的谐振式w装置，使其具有较高的效率。同时为了降低空载损耗，以及实现过压过流、近距离保护设计了基于蓝牙的控制系统。最后研制了

2、一台100W实验样机，实验结果验证了设计方案的可行性与实用性。关键词：逆变器；无线电能传输；空载损耗中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)11-0091-03ResearchandDevelopmentofResonantCouplingWirelessPowerTransmissionDeviceBasedonBluetoothControlXIEMin—can，XIA0Wen—xun，ZHANGBo，LITian(SouthChinaUnwe~ofTechnology，Guangzhou510640，China

3、)Abstract：TheclassEinverterformagneticcouplingresonantwirelesspowertransmission(WPT)devicerequirestoworkeficientlyunderveryharshconditions．Whentheparameterssucha8load，coilcouplingcoeficientchange，hardswitchingmayoccurthentheswitchdevicewillbepermanentbreakdown．Aresonantcoupling唧

4、deviceisdevel-opedbasedontheclassEinverter，accordingtothebestworkingpointandacertainmarginway，thusthedevicecanhaveahi．sheficiency．Atthe8alTletime，inordertolowertheno-loadloss，bluetoothisusedasthecontrolchip，andhasrealizedtheover—voltageprotection，over-currentprotection，andcloser

5、angeprotection．Finally，a100Wproto-typeisdevelopedandvalidatedthatthedesignmethodisfeasibleandpractica1．Keywords：inverter；wirelesspowertransfer；no-loadlossFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalSciencesFoundationofChina(No．51277030)；NaturalSciencesFou-ndationofGuangdongProvi

6、nce(No．2016A030313515)1引言以E类逆变器己在高频率谐振式w装置中被广泛采用。然而，在磁耦合谐振式W的应用中，磁耦合谐振式WPTt1-2】能够实现中长距离高E类逆变器极易受到负载、线圈耦合系数等参数效率的电能传输。已成为wPr领域的热点。E类的影响而存在损坏开关管及发热严重的问题。故放大器由于拓扑简单、易于实现软开关、频率高、此处将根据最佳工作点并留有一定裕度的方式，效率高等特点被广泛应用于现代射频系统。虽然并结合蓝牙控制系统设计基于E类逆变器的谐振其输出的频率和相位可以跟随驱动信号。但与输式w装置，提高装置的效率，同时降低空载损出

7、电压电流幅度和驱动信号的电压电流幅度无耗．以及实现过压过流、近距离保护等功能。关，而且该电路的半导体器件工作在开关模式，从输入输出类型上可视为一般的逆变器。所以也经2系统模型与设计常称为E类逆变器【。装置原理图如图1所示。：为发射线圈自感，谐振式wPr以兆赫兹频率的磁近场传输电即E类逆变器的谐振电感；，为接收线圈自感。能，而一般的电能变换器较难达到兆赫兹级别，所这里采用串串补偿，：，R，为线圈和对应调谐电容的等效内部电阻。根据文献[4]可知，接收端等效基金项目：国家自然科学基金(51277030)；广东省自然科学到发射端的阻抗为：基金(2016A030

8、313515)7．aj2M~，1、定稿日期：2016—05—18厶q一—~eoL3+I／(j—