【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無線電能傳輸技術(shù)受到越來越廣泛的關(guān)注。相比于有線充電方式,無線充電技術(shù)具有方便、安全、環(huán)境適用性強(qiáng)等優(yōu)點,可以很好地解決接觸式充電帶來的問題。目前儲能電池?zé)o線充電通常采用恒流與恒壓充電相結(jié)合的方式,可以避免恒流過充以及恒壓欠充。為了快速、穩(wěn)定地從恒流輸出模式切換到恒壓輸出模式,往往需要原、副邊之間的通信以及原邊復(fù)雜控制方法的引入或者在副邊增加直流變換電路,這無疑會增加控制難度以及系統(tǒng)體積。針對這一問題,本文從恒流恒壓混合補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計出發(fā),通過副邊切換補(bǔ)償拓?fù)鋪韺崿F(xiàn)充電模式的轉(zhuǎn)換。另外,為了反映副邊充電或者運(yùn)行狀態(tài),利用相位調(diào)制原理實現(xiàn)信號反向傳輸。首先,從基本補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和復(fù)合諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)出發(fā),依據(jù)松耦合變壓器互感與漏感模型,詳細(xì)分析了SS、SP、LCL/LCC、S/SP補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的恒流或者恒壓輸出特性。針對上述補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計不足,介紹了基于二端口網(wǎng)絡(luò)的T/S型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程,可以獲得不同的電壓或者電流增益而無需改變變壓器。其次,針對單負(fù)載恒流恒壓無線充電系統(tǒng),設(shè)計了兩種混合補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)恒流與恒壓輸出切換以及零相位角(Zero Phase Angle,ZPA)。詳細(xì)分析了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計過程并對補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)靈敏度進(jìn)行了推導(dǎo),同時深入分析了開關(guān)動作順序。另外,為了提高系統(tǒng)傳輸效率,介紹了零電壓開通(Zero Voltage Switching,ZVS)的實現(xiàn)方式。通過仿真驗證了恒流恒壓輸出特性,并對其負(fù)載特性以及系統(tǒng)傳輸效率進(jìn)行了詳細(xì)的分析。實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)可以實現(xiàn)較好的恒流或者恒壓輸出且可以平穩(wěn)地進(jìn)行補(bǔ)償拓?fù)淝袚Q。然后,為了同時實現(xiàn)多負(fù)載恒流恒壓無線充電,設(shè)計了原邊串聯(lián)或者LC補(bǔ)償?shù)臒o線充電系統(tǒng)。分析了LCL-LC/LCL混合補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的恒流恒壓輸出特性及其參數(shù)設(shè)計原則。詳細(xì)介紹了開關(guān)閉合、斷開順序以及補(bǔ)償參數(shù)靈敏度。在考慮外界條件或者元件寄生參數(shù)影響時,詳細(xì)推導(dǎo)了系統(tǒng)傳輸效率以及負(fù)載恒流恒壓輸出特性。為了實現(xiàn)更好的恒流恒壓輸出,可以適當(dāng)提高工作頻率。通過搭建兩負(fù)載恒流恒壓無線充電系統(tǒng)平臺,對恒流輸出、恒壓輸出以及恒流恒壓輸出特性進(jìn)行驗證。最后,為了反映副邊充電狀態(tài),基于恒流恒壓無線充電系統(tǒng)ZPA特性,根據(jù)相位調(diào)制原理,實現(xiàn)了信號的反向傳輸。從電容并聯(lián)位置對系統(tǒng)輸出特性影響出發(fā),確定恒流與恒壓輸出模式下電容并聯(lián)位置。分析了系統(tǒng)輸入阻抗角對電容的靈敏度,同時介紹了信號傳輸速率以及品質(zhì)因數(shù)、負(fù)載RL和系統(tǒng)頻率對信號傳輸準(zhǔn)確性的影響。實驗結(jié)果驗證了基于相位調(diào)制信號傳遞的可行性。
【圖文】：

碩士學(xué)位論文驗波形-28 所示為系統(tǒng)處于 CL-LC 補(bǔ)償，負(fù)載由 10 切換到 20 時，、電流 Ip、輸出電流 Io及輸出電壓 Uo變化曲線。由圖可知，在統(tǒng)輸出電流可以很好的穩(wěn)定在 1A 左右（電流用電流傳感器進(jìn)具有恒流特性；另外，，逆變輸出電壓電流基本同相，實現(xiàn)了 Z終處于完全諧振狀態(tài)，具有良好的諧振工作頻率穩(wěn)定特性。Uin

UoIo（a）R=10 （b）R=20 圖 3-28 負(fù)載突變前后逆變輸出電壓、電流及負(fù)載輸出電流波形8 Waveforms of inverter output voltage, current and load output current befload mutation
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM724

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2644694