电力电子技术杂志   北大期刊CSCD期刊统计源期刊

摘要：与传统的插电式充电方式相比,无线充电方式具有无接触火花、对充电环境要求较低的特点,因此在电动汽车系统中存在广阔的应用前景。此处研究了无线充电系统中的松散耦合变压器的优化,通过有限元仿真及实验测量,分析不同线圈覆盖面积和磁芯摆放位置情况下的耦合系数变化。最后通过实验测试了不同偏移下装置的耦合系数,证明了优化的正确性。

摘要：以电压源型感应耦合电能传输（ICPT）系统为分析对象,讨论功率流控制的最佳零电压开关（ZVS）调制策略。引入全桥谐振逆变器的广义调制控制方法,分析功率器件ZVS软开关的相角裕度与开关频率和控制角度之间的关系,提出一种最优ZVS控制策略,并与当前广泛使用的移相控制策略和不对称PWM控制策略进行对比。分析结果表明,最优ZVS控制方法具有相对最大的ZVS软开关相角裕度,间接说明了该方式下开关管的开关损耗最小,能够获得较高的传输效率。系统实验结果验证了理论分析和控制方法的正确性和有效性。

摘要：为满足非接触电能传输（CPT）系统输出恒流的需求,提出一种新型的基于LCL补偿的CPT系统拓扑。建立其等效电路并进行分析,得出在特定工作条件下该拓扑具有相角为零和次级输出恒定电流的优点,进一步推导出系统向负载传输功率计算表达式,得出该拓扑具有较高的功率因数,同时逆变器输入电流随着负载的减小而减小。额定频率下松耦合变压器初级线圈电流保持恒定而与负载大小无关,保证电能由电源向负载的稳定输出。最后,设计了基于LCL补偿的CPT系统样机,实验结果证明了所设计方法的具有可行性。

摘要：针对电场耦合型无线电能传输（ECPT）系统高频逆变环节开关管导通与关断过程中产生的开关损耗及噪音污染等问题,结合具体的系统拓扑,提出一种零电流开关（ZCS）控制策略,通过检测系统谐振电流过零点对开关管驱动信号进行闭环控制,从而保证系统始终工作在软开关状态,改善了开关器件的工作条件,减小了开关噪声,提高了系统效率。仿真和实验验证了基于ECPT系统的软开关控制策略的有效性。

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（CCPT）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。

摘要：耦合系数是影响感应耦合式电能传输（ICPT）系统工作效率的关键参数,一般变压器仿真时都采用铜排结构来代替实际线圈绕组以简化模型,忽略了线圈绕制方法对耦合系数的影响。分析讨论了近似仿真结构的垂直绕制法和均匀分布的三角斜绕法两种线圈绕制方法,并在此基础上研究了三角斜绕法中线圈正绕、反绕、线圈翻转等不同绕制方法组合时对系统耦合系数的影响。通过理论分析和仿真不同组合下的变压器耦合系数变化情况,得出在线圈匝数、覆盖面积不变的情况下,线圈初次级采取正绕与反绕相结合的绕制方法能够得到最大的耦合系数。实验结果验证了理论分析的正确性,令线圈结构得到了优化。

摘要：在电磁感应耦合式无线电能传输系统中,为得到更好的电能传输效果,大多采用闭环控制。因此,次级信息的获得是必要的。所谓次级信息,是指负载的充电状态。这里用同一套传输机构实现电能和信息的同时传输,而无需增加额外的通信模块。电能接收器利用电容调制方式改变系统的补偿电容比,使初级线圈的电压幅值按一定规律变化,将次级信息发送到初级;电能发射器对初级线圈电压进行采样、检波、滤波、比较等处理,提取出次级发送的信息。实验结果表明,提出的设计方案正确,制作完成的样机实现了电能和信息的稳定传输。

摘要：随着无线充电技术的发展,其应用也越来越广泛。而现有的多数无线充电应用需要采用常规电源供电,这在一定程度上限制了其使用范围和灵活性。为此,结合太阳能供电技术,设计了一种基于太阳能供电的新型无线充电应用系统,对系统的组成、结构原理及电路实现分别进行了阐述,并研制了实验样机进行测试验证。该应用设计方案可以应用于桌面、智能家居等场合,市场应用前景广阔。

摘要：近年来,无线电能传输已成为国内外的研究热点,这里研究了基于光伏发电实现电能无线传输。首先构建了光伏无线电能传输系统模型并在此基础得到了其等效电路,获得了负载电压和功率;利用PSIM仿真软件搭建了系统仿真模型,分析了光强和负载电阻对输出功率的影响。最后搭建了实验平台并进行了分析,研究了辐照强度和负载功率、传输距离与系统效率的关系,表明了基于光伏发电可以实现电能无线传输。

摘要：为优化单管无线电能传输系统主电路各元件的参数,降低系统能量损耗,提高系统传输效率及功率因数,讨论了2种不同的次级电路补偿网络。比较了所提单管感应耦合式电能传输（ICPT）系统补偿网络与其他类型ICPT系统补偿网络的异同,分析了次级线圈串联和并联谐振补偿网络的特殊性,以及2种补偿网络下各参数间的关系,阐述了次级电路选择并联补偿网络明显优于串联补偿网络的原理,完成了主电路的参数优化设计。实验表明优化后的单管无线电能传输系统补偿网络可使整个系统具有较高的传输效率和功率因数。

摘要：以电压源型磁感应式电能传输（MIPT）系统为分析对象,基于线性状态空间模型,讨论电路谐振频率与其影响因素,以及它们对系统工作性能的影响。通过列出电路稳定工作时初、次级电压和电流状态方程,分析各变量的通解特性,得到初、次级两个固有谐振频率,并重点讨论两个谐振频率的内在联系。通过分析电路参数取值,对两个固有谐振频率表达式进行化简。经分析,在某些参数条件下,初、次级谐振频率分别只与该侧电路参数有关,电路工作频率范围只与初级参数相关。仿真与理论相吻合,并通过实验验证了分析结果的正确性。

摘要：SS补偿网络型感应耦合无线电能传输系统中,输出电压会随负载和传输距离的变化而变化。针对这一问题,提出一种基于LCL,导抗变换器的复合谐振网络,使得输出电压不受负载变化的影响。首先,采用基波分析法建立了LCL-SS诣振网络的阻抗模型,推导出主要参数对输出电压和传输效率的影响,得出当系统工作在谐振频率点时,系统的输出电压与负载无关。通过三维有限元仿真工具,对电磁耦合机构进行优化设计,有效提高了效率,并得到了电磁耦合机构的设计参数与传输效率的关系。最后,研发了一台基于LCL-SS谐振网络的无线电能传输样机并进行了实验,当功率为300W、距离为25 cm时,额定负载下的效率达到85%,实验结果验证了理论分析的正确性。

摘要：向具有相对转动状态的用电设备供电时,使用滑环接触方式存在滑动摩擦,因而会产生磨损碎屑和电火花等问题,采用非接触式电能传输的方案可以有效解决这些问题。研究了具有相对转动部件的非接触式供电系统的设计,包括电能变换电路的设计、补偿网络参数的选择和频率控制方法等。针对松耦合变压器在转动过程中参数变化的特点,通过绘制工作特性曲线选取合适的补偿网络参数,能有效减小转动过程中负载电压的波动;而频率控制在保持高电能传输效率的同时可增大提供给负载的电压范围。

摘要：提出一种针对车载圆形电磁耦合结构的优化设计方法,该方法以某一假想的圆形电磁耦合结构（直径440 mm）为基本仿真模型,以装置功率传输能力、线圈和磁芯利用率为参照标准,通过三维有限元分析来确定线圈中心位置、匝数和磁芯长度、宽度（匝数）、厚度及数量关键性参数。搭建一个直径600mm输出功率5 kW的圆形电磁耦合结构,通过对比其仿真和实测的纵向及横向偏移特性验证所提优化设计方法的正确性和有效性。

摘要：随着日益紧迫的能源需求及人类征服太空能力的加强,如何构建空间太阳能电站（SSPS）备受关注。此处对SSPS的起源及最新发展进行了阐述,针对当前SSPS的系统模型及空间能量传输技术进行了概括和分析,并结合我国当前空间技术水平,提出一种分布式SSPS设想。该分布式结构有效降低了系统太空组装难度及发射难度,为我国发展SSPS提供补充和借鉴。