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《負(fù)載適應(yīng)型中頻共振電源》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、負(fù)載適應(yīng)型中頻共振電源（LoadAdaptiveMediumFrequencyResonantPowerSupply）摘要--低功率電子器件、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和無線通信的快速發(fā)展使得全新的廉價(jià)的電力供應(yīng)的系統(tǒng)概念得以發(fā)展。在一些應(yīng)用場合下，有線的電力傳送并不適合而且甚至不可能應(yīng)用。比如：在機(jī)器人應(yīng)用、全自動(dòng)的制造領(lǐng)域還有對絕緣性有十分高的要求的中壓以及高壓領(lǐng)域等。在不含傳統(tǒng)變壓器的解決方案中：磁路中有一段很大的空間間隔，器件以諧振開關(guān)方式運(yùn)行，來向負(fù)載提供電源。在這篇文章中，我們將向您展示一個(gè)諧振電源
2、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，他通過向下提供輔助電源來使完全意義上的無線設(shè)備成為了可能。它并不借助導(dǎo)線，而是通過一定距離甚至幾米遠(yuǎn)的磁場，包括了100立方米的空間，這使之適合于機(jī)器人應(yīng)用或者高度自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備（傳感器、通信、促動(dòng)器等）。Ⅰ介紹近年來，智能工業(yè)、過程和電能分配領(lǐng)域中的電子和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)了一場革命：●電子器件變得越來越廉價(jià)化、微型化、智能化和可通信化(比如：無線)?！駛鞲衅饕呀?jīng)變得更加微型、廉價(jià)而且通常是集成化的?！窦闪讼冗M(jìn)的通訊技術(shù)的控制和自動(dòng)化系統(tǒng)（比如：PLC）同時(shí)也變得更加小巧、更加低功耗
3、、更加低成本并且提供可變的、先進(jìn)的工程支持。在以上這些領(lǐng)域中，成本大幅下降，先進(jìn)的技術(shù)也得到了發(fā)展。當(dāng)前，為了適應(yīng)各種的應(yīng)用要求，新的通信技術(shù)（如：藍(lán)牙等）被開發(fā)了出來。在傳感器領(lǐng)域的更進(jìn)一步的革命將要伴隨著微型化、電子化、機(jī)械化的系統(tǒng)——MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）而興起，它集成了機(jī)械結(jié)構(gòu)、多功能材料和微型電路到一塊芯片上。這樣設(shè)計(jì)的前景是創(chuàng)造一個(gè)可以感知、思考、動(dòng)作和通信的芯片。因此，自動(dòng)化在工業(yè)應(yīng)用、中壓配電、對新技術(shù)有需求的儀器和建筑領(lǐng)域在提高系統(tǒng)的性能的前提下降低成本?？紤]到工程技術(shù)、成本、尺寸
4、和壽命問題，有線的解決方案通常并不適合，特別是在機(jī)器人應(yīng)用、移動(dòng)系統(tǒng)和對絕緣性有很高要求的領(lǐng)域。提供一種廉價(jià)的、可靠的高電壓電力供應(yīng)是有困難的，特別是在低功率場合。當(dāng)下常見的解決方案（50Hz）變壓器是昂貴的，其可靠性低、體積大。所以他們并不再適合有著傳感、驅(qū)動(dòng)和通信功能的系統(tǒng)。以上這些要求大部分可以很容易地通過一個(gè)借助于電磁場的真正的無線系統(tǒng)來平衡。其中的變壓器含有一個(gè)很大的空氣間隔（提供絕緣性和低電容），或者甚至從來就沒有變壓器的核心。在機(jī)器人和制造領(lǐng)域，線纜存在著高成本和可靠性不佳的問題。無線
5、通訊已經(jīng)展示出了他強(qiáng)大的優(yōu)越性，但是一個(gè)明顯的問題仍然是向小功率用戶無線地傳輸電能，比如下圖中典型的制造平臺(tái)是向一個(gè)特定的區(qū)域中的10到100個(gè)用戶傳輸電能。我們可以很容易地看出，在這個(gè)電源系統(tǒng)中的是通過磁場來耦合的。這種形式的能量分配系統(tǒng)有非常特殊的要求：●電源向整個(gè)區(qū)域完整地提供●可以適應(yīng)各種尺寸的平臺(tái)●對負(fù)載補(bǔ)償可以變化，如：機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)●可以低損失地產(chǎn)生必需的電磁場低耦合暗示著如果工作在常見的變壓器模式下很低的功率轉(zhuǎn)換成為了可能。因此必須使用一個(gè)諧振的方法來補(bǔ)償一次側(cè)和二次側(cè)的電感漏磁。電路
6、然后就運(yùn)行在了低得多的輸入電壓的模式下，其控制方式與多共振整流器相似。然而由于工作在共振模式下，在變壓器末端的電壓將會(huì)很高。這篇文章的目標(biāo)是描述一個(gè)負(fù)載適應(yīng)型電源的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其主要適用于完全無線的電能轉(zhuǎn)換，無線的距離可變并可以達(dá)到數(shù)米遠(yuǎn)。對比應(yīng)用于感應(yīng)加熱的方法，為了能使二次側(cè)或接受側(cè)電路可以運(yùn)行，控制和調(diào)整的方法是頻率必須精確地確定。Ⅱ說明這里描述的電源（一次側(cè)）將通過一段很大的空氣間隔向獨(dú)立的接受器件（二次側(cè)）提供電源。電能的傳送媒體使用的是磁場。相比于“標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)電源變壓器”設(shè)計(jì)，普遍可用的工
7、業(yè)系統(tǒng)的一個(gè)明顯問題便是以下的參數(shù)是變動(dòng)的：●主電感纏繞的尺寸?！褚淮蝹?cè)（發(fā)送端）與二次側(cè)（接收端）之間的距離?！窠邮站€圈和二次側(cè)負(fù)載的類型。所以，電源不得不面對電磁耦合情況的巨大變化，這代表了在一次側(cè)的一個(gè)很大范圍的電感性負(fù)載，其比率可能達(dá)到1:7。為了使一次側(cè)和二次側(cè)系統(tǒng)分別獨(dú)立開來，電源的頻率必須精確地達(dá)到某一個(gè)值，二次側(cè)也同樣必須工作在諧振條件下來獲得高的電壓等級。因?yàn)檫@種解決方案只考慮傳送正弦電流或場強(qiáng)，并且是不含調(diào)制和通信的共振電源傳送，其頻率或者場強(qiáng)符合美國供應(yīng)管理協(xié)會(huì)（ISM）的標(biāo)準(zhǔn)
8、，而且ISM也并沒有針對于信號頻率低于150kHZ的限制。在全球應(yīng)用的最低ISM頻段是13MHz頻段。借助該頻段，令人期待的大規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)開始，但是其電磁兼容性（EMC）表現(xiàn)卻不令人滿意。一個(gè)用于通信目的（短距裝置，SRD）外表類似電感線圈系統(tǒng)的、允許100%占空比的工作方式已經(jīng)應(yīng)用于頻率區(qū)間在119kHZ-135kHz的頻段中（選擇在120kHz的工作頻率）。為了使期望中的大空氣間隔得以實(shí)現(xiàn)，且考慮到場強(qiáng)可能會(huì)影響到其中的操作器件，所以必須要觀察安全等級（國際非電離
