針對無線電能傳輸系統(tǒng)功率控制問題,采用一種二次側(cè)功率控制電路,研究了該電路的特性。首先建立基于二次側(cè)有源整流的功率控制電路模型并詳細(xì)敘述了該電路的工作模態(tài);分析系統(tǒng)的輸出功率、二次側(cè)反射阻抗、原邊輸入阻抗等與占空比的關(guān)系;最后制作了一臺樣機(jī),通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的正確性與可行性。 

【文章來源】：電源技術(shù). 2020,44(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖４可見隨著占空比的增加，諧振網(wǎng)絡(luò)輸人電流心逐??漸減小，一次側(cè)輸人阻抗增大，說明二次側(cè)折算至一次側(cè)的反??射阻抗隨之增大，這與上文反射阻抗的分析結(jié)果相符

邊線圏與磁芯結(jié)構(gòu)相同，［４＝３５０?Ｖ，負(fù)載端阻值為??凡＝４０?ＸＩ，輸出濾波電感１＾．３２?ｍＨ，濾波電容Ｃ；＝６０?｜ｘＦ，諧振??網(wǎng)絡(luò)實(shí)測參數(shù)如表１所示。??表１?實(shí)驗(yàn)平臺參數(shù)??參數(shù)??Ｌｉ／ｎＨ??Ｘ２／ＵＨ??Ｘｆｉ／ｊｏＨ??Ｚ．ｅ／ｎＨ??Ｃｉ／ｎＦ??Ｃｉ／ｎＦ??Ｃｆｉ／ｕＦ??數(shù)值??１１２．７２??１１４．３０??５３．３２??５６．１６??０．０４??０．０４??０．０４??０．０４??分別在Ｄ＝０．２、０．５和０．８的時候，記錄的波形如圖??５所示。由圖５可見，在占空比變化的過程中，輸出功率也會隨??之發(fā)生變化，隨著占空比Ｄ的增加，ＬＵ隨之減小，流經(jīng)負(fù)載端??的電流也將會減小，從而輸出功率降低。通過控制一個周期內(nèi)??２０??１０??０??－１０??－２０??由式（１５）可得出如下結(jié)論：當(dāng)Ｄ＝１時，即二次側(cè)短路時，??一次側(cè)輸人阻抗趨向于無窮大，變換器原邊處于斷路狀態(tài)沒??有電流流過，相應(yīng)的此時也沒有功率傳輸至負(fù)載端；當(dāng)ｉ＞〇??時，反射阻抗是一個定值，原邊不會出現(xiàn)短路情況。由此不難??看出當(dāng)占空比Ｄ在０？１范圍內(nèi)變化時輸人阻抗均不會為零，??即一次側(cè)不會出現(xiàn)短路情況。??３實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證??３．１仿真實(shí)驗(yàn)??為了驗(yàn)證上述理論分析結(jié)果的正確性，按照圖１所示拓??撲在Ｍａｔｌａｂ中建立了仿真模型，仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)下：Ｋ＝３５０?Ｖ，??盧?１１０?ｋＨｚ，負(fù)載端阻值為《ｌ＝４０?０山＝１＾＝１１２??（ｊｔＨ，?ＣｒＣＨ）．〇４?ｎＰ，（＾＝＜＾＝０．０４?｜ｘＦ，輸出濾波電感?４＝０．３２??ｍＨ，輸出濾波電容０６０?｜ｘＦ。Ｉ＞０．２和ＪＤ＝０．８時的［＾、心的??波形如圖４所示。

究與設(shè)計(jì)??ＺＺＺＺ??圖５?實(shí)驗(yàn)波形??圖６?系統(tǒng)功率效率變化曲線??驗(yàn)驗(yàn)證表明：控制一個周期內(nèi)Ｑ５和Ｑ６同時導(dǎo)通的時間，可以??有效控制傳輸?shù)截?fù)載端的功率，占空比越大傳輸?shù)截?fù)載端的??功率越小，利用基波分析法推導(dǎo)出了輸出功率與占空比的關(guān)??系，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一結(jié)果；采用二次側(cè)功率控制時，即??使原副邊之間沒有通信，原邊也可以通過反射阻抗感知負(fù)載??端的變化，當(dāng)￡？變小時，即二次側(cè)輸出功率增大時，此時反射??阻抗很小，則原邊輸人阻抗相應(yīng)的也會變小，一次側(cè)輸人功率??變大，而當(dāng)Ｄ增大時，即二次側(cè)輸出功率減小時，此時反射阻??抗變大，原邊輸人阻抗增大，一次側(cè)輸人功率減校??參考文獻(xiàn)：??［１］黃學(xué)良，譚林林，陳中，等．無線電能傳輸技術(shù)研究與應(yīng)用綜述［Ｊ］．??電工技術(shù)學(xué)報，２０１３，２８（１０）：?１－１１．??［２］趙爭鳴，張藝明，陳凱楠．磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)新進(jìn)展??［Ｊ］．中國電機(jī)工程學(xué)報，２０１３，３３（３）：?１－１１．??［３］史繼翠，譚平安，易靈芝，等．便攜式電子產(chǎn)品的無線電能傳輸技??術(shù)［Ｊ］？電源技術(shù)，２０１４，３８（１１）：２１５５－２１５７．??［４］孫躍，王智慧，蘇玉剛，等．電流型ＣＰＴ系統(tǒng)傳輸功率調(diào)節(jié)方法［Ｊ］．??重慶大學(xué)學(xué)報，２００９，３２（１２）：?１３８６－１３９１．??開關(guān)管Ｑ５、ＱＳ同時導(dǎo)通的時間，可以控制傳輸?shù)截?fù)載端的功??率大小，此外當(dāng)占空比很大時，Ｌ也不會出現(xiàn)過流情況。??由實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制輸出功率、系統(tǒng)效率與占空比的關(guān)系，如??圖６所示，可以看出實(shí)驗(yàn)結(jié)果與式（８）基本擬合，驗(yàn)證了理論分??析的正確性。此外在整個功率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，電路可以保持較高??［５］?

【參考文獻(xiàn)】：
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