基于LCC-S补偿式谐振拓扑的锂电池WPT系统研究

无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统具有安全、可靠、方便等优点。文章在分析WPT系统锂离子电池内阻及其典型充电方式的基础上,通过对WPT原理和谐振拓扑结构的研究,提出了基于LCC-S补偿式谐振拓扑的WPT系统。在电池等效负载变化的情况下,通过合理的参数设计,LCC-S补偿式谐振拓扑结构可以分别实现与负载无关的恒流模式和恒压模式,无需切换拓扑结构。在理论分析的基础上,设计了系统的参数,并通过MATLAB仿真系统搭建仿真模型,验证了研究中的恒流模式和恒压模式。

提升无线充电异物检测系统灵敏度的高阶复合谐振拓扑

针对无线充电系统中金属异物的检测需要,提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑,解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型,阐释谐振拓扑对检测线圈阻抗变化的放大作用;其次在合理设计参数下分析复合谐振拓扑对检测灵敏度提升的可行性;然后根据谐振拓扑对线圈阻抗变化的放大特性设计一种高阶复合谐振拓扑,并对该拓扑结构中各器件参数进行优化;最后对所提出的高阶复合谐振拓扑的检测灵敏度及其具体实现电路进行实验验证。实验结果表明,针对检测线圈边角位置处的金属异物和曲别针等小尺寸异物,系统检测灵敏度可达62.31%和119.23%。在金属异物对检测线圈阻抗影响的微小变化下,所提出的高阶复合谐振拓扑具有足够高的检测灵敏度并可以完全消除检测盲区。

电动汽车双向无线充电系统谐振拓扑分析

针对双向电动汽车无线充电系统,对应用于双向无线电能传输的三种谐振拓扑进行了深入研究,在对其进行建模分析的基础上,结合电动汽车无线充电应用的需求特征,从对参数变化与系统故障的鲁棒性、特定工况下的最大传输功率以及谐振电容电压等方面进行了对比分析。研究表明,双边LCC谐振拓扑在继承了双边LCL优势的同时,亦解决了双边LCL传输功率偏小和直流磁化等问题,在双向电动汽车无线充电应用中具有较强的适用性。同时,搭建了相关实验平台对上述分析进行了验证。

基于CCL谐振拓扑的移动式无线电能传输装置设计与可靠性分析

通过采用CCL谐振电路作为供电装置发送端的谐振拓扑,有效降低开关管的导通损耗,特别是非耦合工作状态时的导通损耗。同时通过软开关技术,降低开关损耗,最终有效降低了结温,延长了开关管的寿命。相对于采用串联谐振作为发射端的传输装置,所提谐振电路提高了开关的可靠性。最后,通过理论分析和仿真试验进行了验证。

双谐振拓扑高压脉冲电容器充电电源

脉冲电容的充电电源是脉冲功率技术中的关键设备,为研究更高精度的高压脉冲电容充电电源,基于一种较为新颖的双谐振拓扑结构,通过推导传递函数,分析了其电压和电流传输特性。根据双谐振电路存在两个谐振点的特性,提出基于双谐振变换器的充电电源充电方式,即充电阶段采用串联谐振工作模式,到高压保持阶段通过频率调制降低开关频率至接近第二谐振点,实现对脉冲电容自放电压降的动态补偿,从而保证高压充电电源充电精度的同时,极大地提高脉冲电容的高压稳定度。为验证所提出方式的可行性,基于Matlab/simulink搭建仿真模型,分别对串联谐振全桥变换器和双谐振全桥变换器两种拓扑结构进行仿真,实验结果验证了所提出双谐振拓扑的频率调制方式的可行性。

脊髓刺激器无线输电系统谐振拓扑的选择

在磁谐振式无线输电(WPT)系统中,谐振拓扑的选择对系统效率、传输距离、电压增益等性能指标有直接影响。对4种常用谐振网络进行了分析对比,并根据脊髓刺激器WPT系统的实际需要,最终选择了发射端串联电容和接收端并联电容(SP)谐振拓扑作为最佳谐振方式。此外,还分析了SP谐振拓扑性能与负载、耦合系数之间的关系,最后通过实验验证了理论分析的正确性。为植入式医疗设备WPT系统设计提供了参考。

基于LLC谐振拓扑的240W通讯电源设计

详细分析了基于半桥的新型谐振拓扑结构LLC的原理,并采用基波近似结合时域仿真的方法,给出上LLC谐振腔的串联谐振电感、串联谐振电容和变压器励磁电感等三个重要参数的设计方法,同时给出了采用锁相控制法搭建240W功率输出的通讯电源的实现方案。

基于LLC谐振拓扑的均流可调光LED驱动电路研究

为解决多路并联LED灯串均流问题,提出一种基于电容容抗平衡和电容安秒平衡的新型谐振式均流拓扑结构。详细介绍了该拓扑结构的具体均流原理,并对其进行建模分析,给出关键参数的计算公式;结合LED负载特殊的工作特性,设计了相应的闭环控制策略和PWM调光电路。通过MATLAB搭建电路模型并研制一款功率为38 W,每路工作电流为350 mA的四路输出实验样机,仿真及实验结果表明新型拓扑具有很好的均流效果,可实现PWM精确调光,验证了理论分析的正确性。

感应加热谐振电路新拓扑模型研究

为了降低电压型逆变器在高频感应加热电源应用中功率器件上的电流和功耗,提出了一种适用于高频大功率感应加热的新型电感-电感-电容(LLC)谐振拓扑.在拓扑中增加电感,使电源和负载隔离,通过调节负载电流大小来降低功率器件上的功耗;同时去掉高频功率匹配变压器,减小电源的体积和重量,并提高电源效率.给出了该拓扑的谐振特性和各参数设计准则,并根据拓扑特性和系统要求设计了新的锁相环(PLL)控制系统.仿真和实验结果表明,这种拓扑相对于传统的谐振拓扑更能满足高频大功率应用环境的要求.

电磁谐振式无线充电的S-P补偿拓扑研究

基于谐振式无线充电技术的研究,论文对无线充电的谐振拓扑进行了深入的分析。常见的谐振拓扑共有四种,论文重点对S-P谐振拓扑进行了理论分析,与S-S谐振拓扑进行了比较,用Maxwell及Matlab软件对其进行了仿真验证。

电动汽车无线充电系统电磁耦合机构的谐振拓扑理论计算及仿真

研究电动汽车电磁感应谐振式无线充电系统,借助于电磁感应,系统的核心部分——电磁耦合机构将电能从初级侧传输到次级侧乃至负载。首先,利用反射阻抗理论建立电磁耦合机构的互感电路模型,分析基本的和复合的谐振补偿拓扑;其次,分别对LC-LC,LC-LCCL,LCCL-LC和LCCL-LCCL 4种谐振形式的电磁耦合机构进行理论计算和Pspice仿真;最终选取LCCL-LCCL拓扑结构作为电磁耦合机构的主电路。

宇航激光电源LCC谐振变换器的拓扑分析

随着我国空间电源技术的快速发展,宇航高压电源问题也愈发凸显,其中宇航高压充电电源中所存在的高损耗、高电压应力和无法宽范围输出一直激光电源研究中的重点和难点,基于这些问题,提出了一种将LCC谐振拓扑运用于宇航激光高压充电电源的设计方案,针对断续电流下双脉冲工作模式的LCC谐振变换器,采用状态空间法建立等效模型对工作过程进行分析,在对电路稳态分析的基础上,确定LCC谐振腔参数的取值,并建立Matlab闭环仿真模型对设计方案进行验证,论证了该设计方法的可行性。

基于跳频控制策略的串联-串联谐振无线电能传输系统的参数优化设计方法

无线电能传输是一种方便、安全的电能传输方式。以实现蓄电池快速无线充电的串联-串联(SS)型谐振无线电能传输系统为研究对象,设计蓄电池三段式充电曲线,提出一种与之相对应的分段跳频控制策略。根据蓄电池充电曲线特征、SS谐振网络的恒压恒流特性和分段跳频控制策略,提出一种适用于蓄电池全范围充电的谐振网络参数优化设计的方法,为无线电能传输系统参数的优化设计提供了理论依据。搭建SS谐振无线电能传输装置,验证了参数选择的合理性和控制策略的有效性。在一次、二次侧之间距离12.5cm下,该装置实现了蓄电池的全范围三段式充电,并且整机效率最优达到93.5%。

基于LCL-S型谐振的大功率无线电能传输实验平台设计

该文在深入分析无线电能传输技术的传输特性及其磁耦合式传输工作原理的基础上,基于LCL-S型谐振耦合原理设计了一套大功率无线电能传输实验平台。首先,利用互感耦合模型对平面型系统机构进行了电路分析;其次,搭建了该实验平台的骨架构造;最后进行了实验测试,完成了双脉冲试验、开环控制带载试验和闭环控制带载试验等,分析了谐振频率对平台传输特性的影响。实验结果表明,该实验平台在工作频率为75 kHz时,输出功率可达30 kW,系统效率达到80%以上,稳定性良好,有效可行。

一种可用于直流变压器的多谐振变换器等效建模及分析方法

针对直流变压器对效率和功率密度越来越高的发展需求,大功率谐振变换类拓扑被广泛关注,然而其分析方法特别是针对多谐振变换拓扑的分析方法目前有待进一步研究。文中提出了一种针对于双变压器谐振拓扑的等效建模及分析方法。基于该等效分析方法对CLTC变换器进行简化和增益特性分析,在此基础上,改进并优化获得了一种新型谐振式DC-DC变换器拓扑。该转换器保证高效率和软开关特性的同时进一步优化了变换器增益特性,具有在较窄的频率范围内实现更宽范围电压调节的能力。最后,建立了一台2.5kW的样机对理论分析进行了验证,样机最高效率为97%。

基于GaN HEMT和平面变压器的高效率谐振DC/DC变换器

为了提高航天领域高压直流母线DC/DC变换器的效率性能和功率密度,基于氮化镓器件和谐振变换器拓扑,研究矩阵变压器和平面磁元件的优化方法,提出了一种包含等效半匝绕组的变压器绕组结构,实现了多个并联副边绕组间以及多个并联整流器件间的均流,降低了损耗,提高了低压大电流输出时的效率。此外,还研究了模块的并联均流方法,搭建了270 V转28 V、1.2 kW输出的模块单体样机和2.4 kW的多模块并联样机,验证了所提出方法的可行性。

多目标PSO的LCC/S型磁谐振耦合机构参数优化算法

针对LCC/S型无线电能传输系统谐振补偿拓扑参数配置困难,使得系统难以同时兼顾效率与输出功率,以系统传输效率和输出功率两输出特性构造目标函数。对于这两个具有非线性关系的目标函数,通过Pareto支配并结合粒子群优化(PSO)算法进行寻优计算,以此完成对LCC/S磁谐振耦合机构的多目标参数优化,使得系统在获得足够功率的同时获得更高的传输效率。通过仿真验证了优化算法的有效性。

磁谐振耦合式AGV无线充电装置设计

针对目前自动导引车(AGV,Automated Guided Vehicle)有线充电存在安全性低、智能化不足及环境要求高等问题,设计了一种AGV无线充电装置。为了满足AGV充电的容量需求,装置中设计了新型软开关式直流斩波电路,使输出电压峰值范围可调。采用了一种磁耦合谐振式拓扑结构进行非接触式电能传输,分析无线电能传输中传输距离、传输效率及频率三者之间的关系,增加了无线充电时电池与充电电源的最大有效距离。实验证明该装置在20cm的距离可实现460W的AGV无线充电。

基于三SCC结构的LCCC-S型IPT系统设计

感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统中需要引入谐振补偿网络来消除电路中的无功损耗,而固定参数下的谐振补偿网络往往只能实现恒压或者恒流源输出,输出类型单一且不具有可控性。为解决这一问题,将常用的LCC型拓扑改进为LCCC型拓扑,并建立数学模型分析该拓扑的电路特性;其次,利用高频开关电容变换器取代单一的补偿电容,实现输出电压调节,并分析多阶受控开关电容(switch-controlled capacitor,SCC)变换器电路的工作原理以及开关管的移相调制条件;最后通过仿真和实验验证该IPT系统的可行性与有效性。仿真和实验结果表明:所构建的三SCC结构的LCCC-S型IPT系统具有软开关特性,控制方式简单;在不同负载和互感的条件下,可定向调节输出电压;在松耦合系数较低的情况下,系统的仿真效率平均为91.51%(最高为92.96%),实验效率平均为80.6%(最高为83.43%);调节过程中可以使IPT系统始终处于弱感性状态,保证了IPT系统在实现输出调整的同时依然具有较低的无功损耗。

Maxim MAX22256 36V H桥变压器驱动器解决方案

Maxim公司的MAX22256/8系列产品是紧凑的隔离电源36V H桥变压器驱动器,为超过15W的隔离电源提供简单的解决方案.这些器件从5V到36V DC电源驱动变压器初级线圈,电流高达650mARMS.MAX22256B/C最适合于LLC型谐振拓扑,改善了效率,降低开关噪音.MAX22256/MAX22258系列具有电阻可调整的电流限制,允许次级边负载电流间接限制,从而在次级或多或现场侧故障时保护初级电源.