摘要：在感应无线电能传输系统(inductive wireless powertransfer,IWPT)中,常采用谐振电路保证系统以最大功率和最大效率传输电能。受到系统参数变化的影响,IWPT系统容易发生谐振频率偏移,需借助有效的谐振点检测技术和谐振调节装置实现电路谐振调节。针对副边线圈感应电压难以检测,无法通过副边感应电压电流相位判定副边电路谐振的问题,该文首先设计了基于同轴相位检测线圈的副边电路谐振点检测方法,并对该方法的原理进行了详细分析。然后构建了一种基于同轴相位检测线圈和相控电容器的副边电路谐振调节控制方法,并根据该方法搭建了实验平台。实验结果表明应用该文的调谐方法后,系统传输功率和传输效率均有提升。特别是在原边线圈恒流有效值11A条件下,系统负载输出功率从508.92W增大至577.41W,原边直流电源至负载的总体效率从85.24%提升至88.98%,验证了同轴相位检测线圈用于副边电路谐振调节的可行性。

摘要：感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中需要引入谐振补偿网络来消除电路中的无功损耗,而固定参数下的谐振补偿网络往往只能实现恒压或者恒流源输出,输出类型单一且不具有可控性。为解决这一问题,将常用的LCC型拓扑改进为LCCC型拓扑,并建立数学模型分析该拓扑的电路特性;其次,利用高频开关电容变换器取代单一的补偿电容,实现输出电压调节,并分析多阶受控开关电容(switch-controlled capacitor,SCC)变换器电路的工作原理以及开关管的移相调制条件;最后通过仿真和实验验证该IPT系统的可行性与有效性。仿真和实验结果表明:所构建的三SCC结构的LCCC-S型IPT系统具有软开关特性,控制方式简单;在不同负载和互感的条件下,可定向调节输出电压;在松耦合系数较低的情况下,系统的仿真效率平均为91.51%(最高为92.96%),实验效率平均为80.6%(最高为83.43%);调节过程中可以使IPT系统始终处于弱感性状态,保证了IPT系统在实现输出调整的同时依然具有较低的无功损耗。