磁集成E类变换器及其在无线电能传输应用中的研究

来源 :福建工程学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:spaceturtle
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年,磁耦合谐振式无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术在无人机无线充电续航、工业AVG小车无线充电、智能家居无线充电等应用场合中,得到了广泛的应用。在一定条件下,提高系统的工作频率,有助于系统传输距离的增加和耦合传输效率的提升,但是,随着工作频率的提高,逆变器的开关及其磁元件的损耗显著增加。因此,逆变器的开关及其磁元件的损耗优化,有助于提升不同应用场合中的系统传输性能,所以具有较高的研究价值和应用前景。本文的主要研究内容如下:首先,本文介绍了磁耦合谐振式WPT系统的基本结构,分析了各结构的优缺点。提出采用具有有限输入电感推挽式E类逆变器作为系统的高频逆变器。由于推挽式E类逆变器输入电感可以耦合绕制也可以非耦合绕制,而且电感的设计也直接影响了推挽式E类逆变器软开关设计准则的推导。现有文献中,输入电感非耦合的推挽式E类逆变器,其软开关设计准则与具有有限输入电感的单管式E类逆变器相同。而具有输入电感耦合的推挽式E类逆变器的软开关设计准则尚未明确。因此,本文首次针对输入电感耦合的推挽式E类逆变器,推导其软开关的设计准则,以便于进一步优化推挽式E类逆变器。其次,具有有限输入电感的推挽式E类变逆变器,其输入电感感值较小。在输入电感非耦合的情况下,电感所流出的电流不仅有直流分量,也还有一定的交流分量。与此同时,分立的电感元件也增加了系统的体积。而在高频变换器的设计中,磁集成技术的使用,能够有效的减少磁元件数量,提升高频变换器的输出效率。因此,本文将针对推挽式E类逆变器的输入电感,分别提出输入电感耦合以及输入电感非耦合的集成磁元件的设计方案,并提出了一种混合磁芯结构的磁件设计方法。最后,本文搭建了一台工作频率为3MHz的磁耦合谐振式WPT实验样机。基于两种不同情况的集成电感设计方案,分别测量了逆变器的开关电压、系统传输效率、输入电感的谐波电流和磁元件的热像图。实验结果显示,使混合磁芯材料的耦合集成电感使得逆变器的传输效率达到了87.1%,有效的抑制了谐波电流,具有较好的应用前景与使用价值。
其他文献
众所周知,线性或非线性发展微分方程或方程组可以用来描述科学与工程中的许多实际问题,由于人们对非线性现象认识有限,数值模拟成为研究这些方程解的性质和性态的重要方法.对
苹果是我国最大的水果产业。不同品种苹果对CO2的敏感性有显著的区别,贮藏方法不当,果实极易出现CO2伤害,这已经成为苹果气调贮藏过程中最易发生的生理病害之一。本试验以‘
随着电力负荷的逐年增长,在我国践行可持续发展战略的背景下,清洁能源利用和分布式发电技术快速发展。更多的分布式电源和非线性负荷接入配电网对电能质量产生影响,电能质量
合成孔径成像技术作为计算成像领域的重要分支,凭借虚拟大尺寸孔径能够实现局部被遮挡目标的有效探测,是近年视觉探测的研究热点之一。目前常用的合成孔径算法在实现前后景信息剥离时,通常缺乏准确性并存在较大难度。因此,本文针对前景后信息剥离问题,提出融合共焦照明与合成孔径成像技术,旨在减少反射光并提高聚焦面与非聚焦面的光强对比度。首先,通过分析两种共焦合成孔径成像的理论模型,提出利用基于反镜阵列的共焦照明合
信息化的逐渐推进,特别是互联网的广泛应用,让图像的传输和存储越来越便捷。然而,网络的公开化,加之传输技术的发展,很多传输的图像数据可能被轻易地监听、截获、非法复制和篡改等。密码技术是保护数字图像信息安全最直接也是最基本的方法。在互联网中产生和获取的大量图像中,视觉显著区域能够代表整幅图像的最主要或最重要内容。而如今大多数的图像加密方法是对整块图像进行完全加密,单纯的依赖混沌系统进行加密并不能很好的
如何有效提升建筑结构在地震作用中的功能可恢复能力成为近十年来结构工程领域研究的一大热点。在传统抗震结构中,钢筋混凝土剪力墙一直作为结构类型中的主要抗侧力构件,其具
背景肝癌(liver cancer)在我国属于发病率较高的恶性肿瘤。肝癌发病比较隐匿,有些患者在出现临床症状时已经错失手术根除的机会,随着近年来早期诊断和微创介入治疗手段的不断进步,患者治疗后生活质量有所改善,但总体生存率仍没明显提高。因此探明肝癌的发生、发展过程及相关发病机制和有效的治疗手段仍是当前肝癌基础及临床研究的重点方向。研究人员发现在肿瘤组织内,有一部分细胞具有自我更新和分化增殖潜能,有
缺陷检测在工业生产生活中一直占有重要地位,目前应用最广泛的缺陷检测方法就是超声无损检测。随着对超声检测研究的不断深入,越来越多的超声成像方法被提出并应用,但这些成像方法往往存在缺陷边界模糊的问题。针对这一问题,本文提出了一种基于边界相切拟合技术的缺陷重构方法,以回旋体工件内部缺陷为研究对象,利用边界相切拟合原理定量重构缺陷的几何特征并研究影响缺陷重构精度的因素,探索边界相切拟合技术对不同尺寸的工件
大视场探测因为其覆盖范围广、获取信息多的特点,在气象监测、航空航天及军事等领域都有着广泛的应用。但是“点对点”的传统光学成像下的大视场探测面临着系统复杂、大气分子散射、衍射极限限制等诸多问题,对于成像条件的要求较为苛刻,而利用光场的二阶甚至高阶关联实现物体信息探测的鬼成像技术则由于其非定域成像及抗湍流干扰等优势,在遥感成像、雷达探测等领域都有着巨大的应用潜力。但大视场下的鬼成像具有信息复杂、数据量
基于非线性偏微分方程求解的迫切需要以及对称在偏微分方程中的应用,本课题针对一些比较有物理意义和现实背景的非线性偏微分方程(组),借助符号计算软件Maple,进行求解方程(