谐振式无线电能传输系统软开关实现与研究

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1、第49卷第9期电力电子技术Vo1．49，No．92015年9月PowerElectronicsSeptember2015谐振式无线电能传输系统软开关的实现与研究陈月，徐杰，沈锦飞(江南大学，江苏无锡214122)摘要：针对目前无线电能传输(w)系统发射端逆变电路结构复杂，逆变器中滞后臂实现软开关困难等问题，将磁耦合谐振零电流开关(ZCS)全桥DC／DC变换器应用到w系统，实现开关管的软开关。该系统无需添加任何辅助电路即可实现发射端全桥逆变器的零电压零电流开关(ZVZCS)和接收端整流二极管的ZCS，结构简单，初次级电流应

2、力小。设计了1kW，200kHz的W系统实验平台，仿真和实验结果表明由于软开关的实现，使系统有较好的传输性能，传输效率高达97．89％。关键词：无线电能传输；软开关；传输效率中图分类号：TM72文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2015)09—0080—03ImplementationandResearchonSoft-switchingofResonantWirelessPowerTransmissionSystemCHENYue，XUJie，SHENJin．fei(JiangnanUniversity，Wu

3、xi214122，China)Abstract：Forinvertercircuitofwirelesspowertransmission(wPrr)systemtransmittingterminaliscomplexandlag—ginglegishardttoachievesoft—switchingandotherissues，amagneticallycoupledresonantzero—currentswitching(ZCS)f1J1l—bridgeDC／DCconverterispresentedand

4、isappliedintoWPTsystemtoachievesoft—switching．Withoutaddinganyauxiliarytransmittercircuititcanachievefull·bridgeinve~erofthetransmittingterminalzerovohagezero—·currentswitching(ZVZCS)andZCSofreceivingterminalrectifierdiode．Ithastheadvantagesofsimplestructure，smal

5、lstr—essoftheprimaryandthesecondarycurrent．A1kW．200kHzWsystemexperimentplatformisdesigned．Simulationandexperimentalresultsshowthatthesoft—switchingmakesystemhavegoodtransmissionperformance，andthetransfereficiencyisabout97．89％．Keywords：wirelesspowertransmission；so

6、ft—switching；transfereficiencyFoundationProject：SupposedbytheTechnologySupportPrograminJiangsuProvince(No．BE2013025)1引言框内部分视为DC／DC变换器．开关管和反并联二极管构成全桥逆变电路．为可分离变压器提供方目前对w系统的研究主要集中在功率和波电压源．再经过二极管构成全桥整流电路将恒效率的提高，但上述研究均存在不足ll_z-。此处将定的直流电提供给负载。w系统视为可分离变压器。设计了无需添加任何辅助电路的

7、软开关变换器．初次级谐振不仅可在全负载范围内实现初级电路开关管的ZVZCSJJ留和次级整流二极管的ZCS，抑制整流二极管的电J船J留压尖峰与振荡．消除了整流二极管的反向恢复问题．而且降低了次级整流二极管的应力[31和承受图1磁耦合谐振式W系统的反向压降，提高了W系统的传输效率。Fig．1MagneticallycoupledresonantWsystem2磁耦合谐振式无线电能传输系统能量从发射线圈传递到接收线圈，实现w。磁耦合谐振式wPrr系统如图1所示。将虚线从发射线圈到接收线圈的互感模型是一种描述初次级绕组电磁耦合关

8、系的电路模型，如图2所示，基金项目：江苏省科技支撑计划项目(BE2013025)。，L为发射和接收线圈电感；R，R为线圈等效定稿日期：2014—09—05电阻；，为发射、接收端补偿电容；R。为负载电作者简介：陈月(1989一)，女，江苏扬州人，硕士研究生研究方向为无线电能传输阻：为两线圈的互感。80谐振式无线电能传输