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1、第49卷第1O期電力電子技術(shù)Vo1．49，No．102015年lO月PowerElectronicsOctober2O15電場(chǎng)耦合式無線電能傳輸恒壓輸出電路的研究伍紅霞．陳希有(大連理工大學(xué)，電氣工程學(xué)院，遼寧大連116024)摘要：基于諧振原理，對(duì)帶有復(fù)合諧振網(wǎng)絡(luò)的電場(chǎng)耦合式無線電能傳輸(CCPr)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。利用LCL網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)發(fā)射端恒流。利用CL網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)負(fù)載恒壓，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜的控制電路即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。特別適合于耦合電容和負(fù)載經(jīng)常變化的恒壓輸出場(chǎng)合。通過分
2、析網(wǎng)絡(luò)電路模型，推導(dǎo)出了耦合電容電流和負(fù)載端電壓的計(jì)算公式，并進(jìn)一步得到了各元件參數(shù)設(shè)計(jì)公式。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了分析方法的正確性和設(shè)計(jì)的有效性。關(guān)鍵詞：無線電能傳輸；電場(chǎng)耦合；恒流；恒壓中圈分類號(hào)：'n~72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)于實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要．但目前的研究還較少
7、。文獻(xiàn)[3—5】的研究中都是以目前，磁場(chǎng)感應(yīng)耦合電能傳輸(ICPT)技術(shù)在增加系統(tǒng)控制電路與成本來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性。針對(duì)多方面得到了成功應(yīng)用。如非接觸式電池充電器、CCPT系統(tǒng)，利用無源網(wǎng)絡(luò)的諧振原理。在發(fā)射端電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)、植入式生物遙測(cè)設(shè)備等。利用LCL復(fù)合諧振網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)發(fā)射端的交流恒流；但I(xiàn)CPT有一些明顯的局限性，例如磁場(chǎng)無法穿越在接收端利用CL網(wǎng)絡(luò)和電容濾波的不可控整流金屬障礙，會(huì)引起渦流損耗和電磁干擾，能量損耗電路實(shí)現(xiàn)負(fù)載恒壓輸出。通過原理分析。得到各元高等[1-2]。為克服以上缺點(diǎn)。一
8、些學(xué)者開始研究CCPT件參數(shù)設(shè)計(jì)方法。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需控制電技術(shù)。以兩對(duì)耦合電容器替代ICPT中的耦合線路。在耦合電容與負(fù)載變化的情況下。該系統(tǒng)可以圈，以電場(chǎng)作為載能介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)電源與負(fù)載間的能實(shí)現(xiàn)耦合電容電流的交流恒流和負(fù)載恒壓．提高量傳輸。與ICPT相比，CCPT可穿越金屬隔離層，了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電磁輻射低。功率損耗小，體積小。系統(tǒng)安全性高。2電路拓?fù)浼霸矸治龌痦?xiàng)目：高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金(2011004111．CCPT系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。為高頻發(fā)0o16)
