本文關(guān)鍵詞：無線電能傳輸系統(tǒng)中的功率因數(shù)校正技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線電能傳輸(WPT)技術(shù)是一種安全、便捷、具有很大潛在商業(yè)價值的新興技術(shù)。大功率WPT系統(tǒng)在投入使用時將對電網(wǎng)造成包括諧波污染在內(nèi)的一系列影響,需要引入相應(yīng)的有源功率因數(shù)校正(APFC)裝置加以改善。電動汽車無線充電系統(tǒng)對APFC環(huán)節(jié)的要求較高:網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)達到0.95以上,效率達到96%~97%,功率等級1~10kW或更高。本文首先根據(jù)電動汽車對無線充電系統(tǒng)的技術(shù)要求,以采用全橋諧振變換器和串-并補償網(wǎng)絡(luò)的電磁感應(yīng)式WPT系統(tǒng)為研究對象,對其電氣特性進行了分析,著重研究了參數(shù)失配情況下的功率特點,明確了APFC在WPT系統(tǒng)中的必要性和所發(fā)揮的作用。根據(jù)WPT系統(tǒng)的應(yīng)用要求設(shè)計了三級交錯Boost APFC方案,并提出了一種新的用于平均電流控制的電流檢測方法:用IGBT電流替代電感電流實現(xiàn)電壓電流雙閉環(huán)控制。仿真驗證了這種新的電流檢測方法的可行性,實現(xiàn)了高達0.999的功率因數(shù)。此外,本文還仿真驗證了三級交錯Boost APFC應(yīng)用于不同功率等級的WPT系統(tǒng),功率因數(shù)校正效果良好(0.99),輸入電流紋波抑制效果明顯,效率達到97%以上。以理論分析和仿真驗證為基礎(chǔ)設(shè)計了基于FAN9673多通道模擬控制芯片的2.5kW三級交錯Boost APFC硬件電路,采用IGBT電流檢測替代電感電流檢測進行平均電流控制。對樣機進行了0.5~2.5k W不同功率等級的電阻負載實驗,實現(xiàn)了大于0.99的功率因數(shù)和96%以上的效率。本文的后續(xù)研究將著重于將該樣機應(yīng)用于完整的WPT系統(tǒng)進行進一步實驗驗證。
【關(guān)鍵詞】：無線電能傳輸 有源功率因數(shù)校正 多級交錯 雙閉環(huán)控制 電流檢測
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46;TM724
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 無線電能傳輸技術(shù)13-17
• 1.2.1 WPT技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 WPT技術(shù)的應(yīng)用前景15-17
• 1.3 功率因數(shù)校正技術(shù)17-22
• 1.3.1 功率因數(shù)校正的意義和方法17-19
• 1.3.2 APFC變換電路19-20
• 1.3.3 APFC在WPT系統(tǒng)中的應(yīng)用要求20-22
• 1.4 主要研究內(nèi)容和意義22-24
• 第二章 電磁感應(yīng)式WPT系統(tǒng)原理與工作特性24-33
• 2.1 電磁感應(yīng)式WPT系統(tǒng)基本構(gòu)成24-25
• 2.2 WPT系統(tǒng)功率變換器與補償網(wǎng)絡(luò)25-27
• 2.2.1 原邊功率變換器的拓撲形式25-26
• 2.2.2 補償網(wǎng)絡(luò)特性26-27
• 2.3 WPT系統(tǒng)電氣模型與功率特性27-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 APFC方案選擇與原理分析33-49
• 3.1 方案選擇33-34
• 3.2 傳統(tǒng)Boost APFC電路分析34-38
• 3.2.1 電路結(jié)構(gòu)與穩(wěn)態(tài)模型34-37
• 3.2.2 小信號模型分析37-38
• 3.3 三級交錯Boost APFC電路分析38-48
• 3.3.1 基本結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)分析38-43
• 3.3.2 電感電流紋波分析43-45
• 3.3.3 雙閉環(huán)控制原理45-46
• 3.3.4 電流替代法46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 三級交錯BOOST APFC方案仿真研究49-59
• 4.1 電流替代法實現(xiàn)三級交錯Boost APFC仿真分析49-52
• 4.1.1 仿真電路49-50
• 4.1.2 仿真結(jié)果分析50-52
• 4.2 三級交錯Boost APFC應(yīng)用于WPT系統(tǒng)的仿真驗證52-57
• 4.2.1 仿真電路52-54
• 4.2.2 仿真結(jié)果分析54-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 第五章 三級交錯BOOST APFC設(shè)計與實現(xiàn)59-79
• 5.1 總體設(shè)計方案59-60
• 5.2 主電路設(shè)計60-64
• 5.2.1 開關(guān)頻率選擇60
• 5.2.2 電感設(shè)計60-62
• 5.2.3 輸出電容設(shè)計62-63
• 5.2.4 測流電阻設(shè)計63
• 5.2.5 功率器件選擇63-64
• 5.3 控制電路設(shè)計64-72
• 5.3.1 控制芯片介紹64-65
• 5.3.2 控制電路參數(shù)設(shè)計65-72
• 5.3.3 控制電路實現(xiàn)72
• 5.4 實驗結(jié)果與分析72-77
• 5.5 本章小結(jié)77-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-82
• 6.1 論文工作總結(jié)79-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-87
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文87-88
• 攻讀碩士學位期間參加的科研項目88-89
• 附件89-91

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本文編號：306263