基于副边解耦极板的电容式无线电能传输系统拾取端失谐评估

对于电容式无线电能传输(CWPT)系统,准确评估拾取端回路的失谐程度是维持系统谐振稳定的前提。然而,由于系统拾取端的感应电压无法被直接观测,难以通过测量感应电压和回路电流间的相位差来评估拾取端回路的失谐程度。文中提出一种能够间接测量拾取端感应电压相位信息,评估拾取端回路失谐程度的CWPT系统。基于Z参数建立三端口CWPT系统的数学模型和等效电路,并依托该模型提出一种基于副边解耦极板的耦合机构。分析在感应电压测量和失谐程度评估过程中存在的误差,提出拾取端回路失谐程度的评估校正方法。搭建了带有副边解耦极板的CWPT系统原理样机,实验结果表明,拾取端谐振时的失谐程度评估误差不超过1Ω,拾取端感性/容性失谐时的失谐程度评估误差分别小于2%和5%。

基于同侧解耦型电场耦合机构的多发射多接收无线电能传输系统

近年来,随着供电水平要求的提高,单发射单接收的电场耦合无线电能传输(EC-WPT)系统难以满足不同功率等级应用的需求。采用多发射多接收的EC-WPT系统可以有效地扩展输出功率等级。然而,在考虑耦合机构的全电容模型的情况下,因为传能通道间的耦合关系,多发射多接收的EC-WPT系统会存在系统失谐问题。为了解决此问题,该文提出一种基于同侧解耦型耦合机构的双发射双接收的EC-WPT系统。首先,建立一个典型的双发射双接收EC-WPT系统模型,分析同侧耦合对系统谐振的影响效果。然后,提出基于分裂极板的解耦型耦合机构的结构,论证其应用在EC-WPT系统电路中的解耦效果并分析了其解耦原理、耦合系数及偏移性能。最后,搭建了一个功率为200 W的实验样机。实验结果表明,所提出的耦合机构具有较好的同侧解耦特性,基于该耦合机构的EC-WPT系统能在不同工作条件下始终保持谐振状态。