电场耦合式无线电能传输恒压输出电路的研究.pdf

《电场耦合式无线电能传输恒压输出电路的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第49卷第1O期电力电子技术Vo1．49，No．102015年lO月PowerElectronicsOctober2O15电场耦合式无线电能传输恒压输出电路的研究伍红霞．陈希有(大连理工大学，电气工程学院，辽宁大连116024)摘要：基于谐振原理，对带有复合谐振网络的电场耦合式无线电能传输(CCPr)系统进行了研究。利用LCL网络实现发射端恒流。利用CL网络实现负载恒压，提高了系统的稳定性。整个系统结构简单，无需复杂的控制电路即可实现稳定输出。特别适合于耦合电容和负载经常变化的恒压输出场合。通过分

2、析网络电路模型，推导出了耦合电容电流和负载端电压的计算公式，并进一步得到了各元件参数设计公式。最后通过仿真和实验，验证了分析方法的正确性和设计的有效性。关键词：无线电能传输；电场耦合；恒流；恒压中圈分类号：'n~72文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)10—0013—03ResearchonConstantVoltageOutputCircuitofCapacitivelyCoupledPowerTransferWuHong．xia．CHENXi．you(DalianUniver

3、sityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Basedontheprincipleofresonance，acapacitivelycoupledwirelesspowertransfer(CCPT)systemwithCO-mpositeresonantnetworkisinvestigated．LCLnetworkisappliedtorealizetheconstantcurrentintransmittingtermi-halandCLnetw

4、orkisappliedtorealizetheconstantloadvoltagewhichCanimprovethestabilityofthesystem．TheCCPTsystemhassimplestructureandstableoutputwithoutcomplexcontrolcircuitwhichisparticularlysuitableforconstantvoltageoutputoccasionsinthecontextofthecoupledcapacitoran

5、dloadfrequentlychanging．Throughtheanalysisofnetworkcircuitmodel，theexpressionsforcoupledcapacitorcurrentandloadvoltageareobtained，andtheneachcomponentparametersformulasarededuced．Thecorrectnessoftheanalysisandefectivenessofthedesignareverifiedbysimula

6、tionandexperimentalresults．Keywords：wirelesspowertransfer；capacitivelycoupled；constantcurrent；constantvoltageFoundationProject：SupportedbytheResearchFundfortheDoctoralProgramofHigherEducationofChina(No．20—110041I10016)1引言CCPT系统的稳定性对于实际应用至关重要．但目前的研究还较少

7、。文献[3—5】的研究中都是以目前，磁场感应耦合电能传输(ICPT)技术在增加系统控制电路与成本来实现稳定性。针对多方面得到了成功应用。如非接触式电池充电器、CCPT系统，利用无源网络的谐振原理。在发射端电动汽车无线充电系统、植入式生物遥测设备等。利用LCL复合谐振网络实现发射端的交流恒流；但ICPT有一些明显的局限性，例如磁场无法穿越在接收端利用CL网络和电容滤波的不可控整流金属障碍，会引起涡流损耗和电磁干扰，能量损耗电路实现负载恒压输出。通过原理分析。得到各元高等[1-2]。为克服以上缺点。一

8、些学者开始研究CCPT件参数设计方法。整个系统结构简单，无需控制电技术。以两对耦合电容器替代ICPT中的耦合线路。在耦合电容与负载变化的情况下。该系统可以圈，以电场作为载能介质，实现电源与负载间的能实现耦合电容电流的交流恒流和负载恒压．提高量传输。与ICPT相比，CCPT可穿越金属隔离层，了系统的稳定性。电磁辐射低。功率损耗小，体积小。系统安全性高。2电路拓扑及原理分析基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(2011004111．CCPT系统拓扑结构如图1所示。为高频发0o16)