基于补偿网络电流分析的恒压恒流无线充电系统

作     者：李乐 程冰 何良宗 刘厚轩 LI Le;CHENG Bing;HE Liangzong;LIU Houxuan

作者机构：厦门大学仪器与电气系厦门361102 

出 版 物：《电源学报》 (Journal of Power Supply)

年 卷 期：2022年第20卷第5期

页      面：101-110页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金面上资助项目(62071406)。 

主　　题：无线充电 恒压 恒流 零相角 电流优化 

摘      要：为了避免民用飞机机载设备与电源插拔过程中带来电火花的危险,并提高设备充电的便利性,采用了无线充电方式为其进行供电。在恒压恒流无线充电系统中,补偿网络支路电流大小不仅决定功率器件成本,也与系统损耗直接相关。因此,对补偿网络电流优化,是实现高效无线电能传输的重要途径。首先分析了低阶网络的回路电流关系,得到了回路电流最小的条件,进一步推广到高阶网络,获得最优补偿网络电流一般性方法。其次,在分析原副边完全对称补偿网络具有实现恒压或恒流的基础上,得到一系列恒压恒流拓扑,并结合最优补偿网络电流方法对拓扑进行参数设计,同时采用原边电流检测方法进行恒压恒流切换,避免了原副边之间的通信。最后,通过仿真和实验验证电流优化方法和负载无关实现方法,结果表明,所述拓扑具有很好的恒压恒流输出特性,同时电流优化方法能大幅度减小回路电流应力,从而提高系统传输效率。