基于变补偿结构的无线充电系统的设计

为了对锂电池安全充电,文章提出一种基于变补偿拓扑的无线充电系统。文章分析了串-并型和串-串并型两种补偿拓扑的输出特性。分析表明,串-并型拓扑具有恒流输出特性,而串-串并型拓扑具有恒压输出特性。因此,在无线充电系统通过交流开关实现两种拓扑的切换,进而实现系统输出模式的切换。同时,通过合理选取系统补偿元件可调节充电电流和充电电压的大小。最后,搭建实验平台对上述分析进行验证,结果表明,本无线充电系统可实现输出模式的自动切换,且输出电流和电压不受负载变化的影响。

消除交叉耦合的三相感应式电能传输系统

传统的三相感应式电能传输系统的磁耦合机构存在严重的交叉耦合,影响系统效率。为了消除原副边线圈之间的交叉耦合,文中分析了三相串-串拓扑电路,利用DDQ结构线圈解耦的原理,在DDQ型线圈上增加一个与原DD线圈成90°放置的DD型线圈,使不同线圈间互感均为零,由此提出并设计了一种消除交叉耦合的三相感应式电能传输系统磁耦合机构。最后,搭建了一个3.3 kW的原理样机进行验证。实验表明,所设计的三相耦合机构的交叉耦合可以忽略,最高效率(直流-直流)可达95.61%,当系统偏移15%的情况下,内部的解耦被严重破坏时,系统效率发生下降,最大降低2.16%。实验结果表明该结构有效且可行,可适用于三相大功率传输。