基于三SCC结构的LCCC-S型IPT系统设计

摘要：

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.

关键词：感应无线电能传输、LCCC谐振拓扑、可控开关电容、零电压开关

所属期刊栏目：36

分类号：TM13;TM724(电工基础理论)

资助基金：国家自然科学基金;广东大学生科技创新培育专项资金资助项目

在线出版日期：2023-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：10-21