双LCCL谐振网络补偿无人机无线充电系统

针对传统无人机锂电池充电缓慢,频繁拔插使用不便等问题,提出了基于双LCCL谐振网络补偿的无人机无线充电方法,该方法利用无线能量传输技术原理,设计了移相控制逆变、发射、接收、整流滤波、恒流恒压充电等5个系统模块。在基于耦合谐振原理和等效电路原理对模型进行理论计算和分析后,得出仿真模型参数。结果表明,该系统能够进行电能传输并获得比较稳定的电压,具有能量传输效果好、成本低、实现简单、安全可靠等特点。

基于LCL谐振补偿网络的副边自动切换充电模式无线电能传输系统研究与设计

为满足电池在无线充电过程中所需要的先恒流输出后恒压输出的充电需求,该文从电路本质特性出发,基于LCL谐振补偿网络结构,提出一种通过切换副边的谐振补偿网络参数完成恒流充电模式向恒压充电模式的自动切换方法。所提出的方法可以免去原、副边之间的无线通信,且不需要改变原边的输入电压和频率。该文以谐振补偿网络两个电感比值α=1条件下的LCL型谐振补偿结构为例,对所提出的设计方法进行了分析和验证,搭建了一套实验平台,实现了线圈距离在20cm条件下,输出功率为1k W,效率为92%,恒流输出为5V,恒压输出为205V的WPT系统。实验表明,应用所提方法,能够实现电池在无线充电的过程中先恒流输出后恒压输出的充电需求,且切换过程自动、稳定。

一种改进型谐振补偿网络的多电压无线充电装置

针对矿井下便携式用电设备电压规格不同导致无线充电系统异常复杂的问题,提出一种同时投切分压电阻和谐振网络的方法,实现无线充电装置多电压输出。首先,分析LCC-LCC/LC谐振网络数学模型,得到恒流与恒压输出特性;其次,根据当前时刻负载两端电压值,原边的控制器投切反激电路输出的分压电阻,改变谐振补偿网络输入电压;同时,副边的控制器对复合型LCC/LC谐振补偿网络进行投切,使蓄电池充电由恒流模式切换至恒压模式,从而为不同规格电压等级用电设备供电。最后仿真和实验结果表明,改进后的无线充电装置可输出12 V、18 V、36 V 3种等级的电压,并且恒压充电时电压精度不超过7%,切换时电压超调量5%,符合蓄电池充电要求。

无线电能传输的双边LCL补偿网络建模与分析

利用双边LCL谐振补偿网络,实现磁耦合谐振式无线电能传输系统(MCR-WPT)在一些应用场合需要恒流输出的要求.首先,对LCL谐振网络进行建模与分析.其次,采用电路互感理论构建双边LCL谐振补偿磁耦合结构的等效电路模型,提出其参数配置的方法并对其性能进行分析.最后,通过样机实验,验证所提出参数配置方法和理论分析的可行性和正确性.实验样机的输出电流波动小于3%,在负载电阻大于100Ω时,整机效率可达到90%以上.

基于极简三电容补偿的单级式无线电池充电器

为适应锂电池的先恒流后恒压充电曲线,感应式无线电池充电器应提供其所需的输出,同时在整个充电过程中还应具备阻性输入阻抗,以降低器件应力、减少无功环流。针对4种基本补偿拓扑无法同时实现以上要求,而高阶补偿网络必须依赖更多器件实现上述需求的问题,系统地推导了具备阻性输入阻抗和恒定输出特性的基于极简三电容补偿的单级式无线电池充电器的设计自由度,分析其补偿参数与工作频率的约束条件。同时,对三电容补偿的串/串并(S/SP)和串/并串(S/PS)结构的输出特性进行分析和对比,分析补偿元件参数对输入阻抗角和输出增益的影响,以指导软开关设计。最后,搭建一台输出为48 V/2 A的单级式无线电池充电器以证明以上设计的可行性。

副边自动切换充电模式的电动汽车无线充电系统设计

在电动汽车无线充电的过程中,恒流模式需要快速、稳定地切换到恒压模式以保障电池和电动汽车的安全,这往往需要原、副边之间的通信及原边复杂控制方法的介入。文中提出了一种免去原、副边之间的通信,且不需要原边提供控制手段,仅在副边自动切换谐振补偿网络即可完成恒流充电模式向恒压充电模式的快速切换的方法,同时提出了副边谐振补偿网络参数的设计方法,保证了切换过程中电池充电电压的稳定性。以LCC-LCC向LCC-S谐振补偿网络切换为例,对所提出的设计方法进行了分析和验证。实验表明,应用所提出的方法,输出的电流和电压随着电池等效负载的改变而保持恒定,且切换过程平滑稳定,结果满足电动汽车充电的要求。

旋转式无线电能传输系统设计与特性研究

为解决现有旋转设备滑环供电模式存在的不足,设计并研究了一种旋转式无线电能传输系统。同时设计了一种嵌套式磁路耦合机构,并进行了仿真和实验验证。据此磁路机构研究了一种LCC/S型谐振补偿无线供电系统结构,阐述了系统参数设计方法,并对LCC/S型补偿网路的工作特性进行了深入的研究分析;最后搭建了实验平台,对理论分析、电路设计的正确性进行了验证。

基于平面正交发射线圈的全向无线电能传输系统分析

传统无线电能传输技术的能量传输定向性较高,限制了其在某些应用方面的进一步拓展。设计了一种基于平面正交发射线圈结构的全向无线能量传输系统,发射线圈和接收线圈均采用LCC谐振补偿。搭建了系统的等效电路模型,研究了系统耦合特性,系统的平面正交发射线圈电流近似有效值相等和相位差为90°,用于实现全向无线电能的传输。优化了部分电容参数,所有开关管均实现了零电压开关电路。搭建了试验平台,通过测试接收线圈在不同位置时的发射线圈电流和负载输出电压,验证了理论结果预期。

外部干扰下SP型ICPT系统的H_(∞)滤波器设计

对SP型ICPT系统在外部干扰下的H_(∞)滤波问题展开了研究。首先对SP型ICPT系统的电路拓扑进行研究并且以此创设了基于此电路拓扑的广义状态空间方程;然后通过滤波误差系统的渐近稳定判定条件求取H_(∞)滤波器的增益;最后通过实验仿真来验证本文所提出理论的准确性和可行性。