LCC-P型谐振式无线传能电路设计

设计LCC型磁耦合谐振式无线电能传输(Magnetically-Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCRWPT)电路,通过研究不同谐振补偿网络的拓扑参数,并分析其对于传输效率的影响,为耦合线圈和硬件电路的设计提供理论依据,对发射端和接收端的硬件电路进行设计。同时,通过电子电路仿真软件PSIM对各个系统进行仿真分析,完成硬件电路的制作,在实验室环境下进行电路实验,验证系统的可行性。

LCC-P型谐振式无线电能传输系统研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统存在负载特性差、传输效率低的问题,本文提出一种基于LCC-P(LCC-并联)型复合拓扑结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统,利用电路理论和互感耦合理论计算出系统的传输效率和输出功率表达式,并给出参数配置方法。通过Matlab软件分析系统传输效率和输出功率随负载电阻、耦合系数、频率变化的三维关系图。最后利用PSIM进行相关实验验证,结果表明LCC-P型磁耦合谐振式无线电能传输系统的负载特性较好,频率特性一般,具有较高的输出功率和传输效率。

LCC-P磁耦合谐振式无线充电系统的研究

近些年人们对磁耦合谐振式无线充电电能传输的研究相当火热,传统的电路拓扑结构的研究已经相当地完善,本文基于较为新颖的LCC-P电路拓扑结构展开研究,依据电路相关理论推导出了系统传输效率的表达式。通过ANSYS Maxwell仿真软件,建立了线圈模型,分析了线圈参数,再将模型导入ANSYS Simplorer仿真软件,对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行联合仿真。结果表明:电能传输效率随着负载的增大而减小;随着发射端串联谐振电感的增大而增大,且变化趋势较明显。仿真实验验证了理论的正确性。

LCC-P型无线电能传输电路的仿真研究

无线电能传输技术摆脱了有线的限制,在各领域有着广泛的应用。鉴于此,在分析电路基本传输原理及特性,利用电路理论知识的基础上,推导出LCC-P型无线电能传输系统等效电路模型的传输效率计算表达式,并给出参数理论值的取值。通过MATLAB/Simulink来搭建仿真模型,观察到副边拾取的电压和电流波形几乎没有相位差,电路已经处于谐振状态,能够较好地实现能量传输。然而,仿真表明该系统传输效率偏低,但其实现还是对无线电能传输技术的发展有一定的借鉴意义。

网格型螺线管线圈单管逆变无线电能传输系统研究与设计

无线电能传输系统磁耦合机构发生偏移和偏转时,存在耦合系数和效率急剧下降的问题。该文面向中小功率无线充电应用,设计了一种单磁通回路网格型螺线管(GFSP)磁耦合机构,磁场均匀分布兼具抗偏移和抗偏转性能。此外针对补偿拓扑构建了一种单管逆变P#LCC-S谐振网络拓扑结构,在保留传统LCC-S补偿网络性能的同时有效简化电路结构。首先,建立磁动势模型,揭示机构不同空间位置磁场分布规律,并对机构参数进行优化;其次,建立双路P#LCC-S谐振网络电路等效模型,推导出在发射线圈激励电流恒定及输出电压恒定状态下的谐振元件参数配置条件;最后,搭建一台300 W实验样机,分别在XOY平面偏移±120 mm,Z轴偏移50~100 mm,绕Z轴偏转0°~90°范围内,样机的耦合系数保持率始终高于50%,传输效率大于80%,从而验证了所提出系统的有效性与可行性。

基于LCC拓扑的ICPT系统混合补偿方法及验证

针对感应耦合电能传输(ICPT)系统的四种基本补偿结构在负载固定时无法调节系统传输功率的缺点,提出基于LCC拓扑的混合补偿方法,包括LCC/S与LCC/P两种补偿结构。利用高阶LCC结构与一阶串/并联结构的联合应用,不仅能够调节ICPT系统的传输功率,其相比于双LCC结构又能减小无功器件的使用,减小系统的复杂度。首先给出了基于互感模型的LCC/S与LCC/P的结构原理图,推导出两种结构的负载特性、功率特性等多个系统特征,并使用有限元仿真软件Comsol对两种补偿结构的软开关可行性、传输功率及传输效率进行了对比分析,证明了提出理论的可行性。最后,对运行频率发生偏移时的输出功率特性进行了仿真分析,为ICPT系统的补偿设计提供了思路。