论文部分内容阅读
谐振耦合式无线电能传输(简称WPT)技术采用近场电磁耦合原理,发射装置和接收装置工作在谐振状态下实现能量传输,具有传输效率高、距离长、电磁辐射小和传输功率大等诸多优点,拥有良好的市场应用前景。 本文以负载工作稳定控制为目的,对谐振耦合式小功率WPT系统负载功率跟踪控制进行研究,搭建了硬件实验系统实现移动电视的稳定供电,全文主要内容如下: 首先,采用电路互感理论对谐振耦合式WPT系统进行建模,建立了SS拓扑结构WPT系统传输效率和负载功率模型,对影响系统负载功率的主要因素(线圈参数、负载参数和频率参数)展开分析。 其次,针对负载功率稳定控制的需求,从负载匹配、频率跟踪和电源控制三种途径提出了系统负载功率跟踪控制解决方案。负载匹配采用电抗匹配网络和斩波匹配网络实现定负载和变负载两种条件下的负载匹配控制;设计了基于锁相环技术的发射回路频率跟踪控制电路并搭建仿真模型进行理论验证;提出基于电源频率—电压协调控制的负载功率跟踪控制方案,通过负载功率的反馈,采用电源频率和电压的双环控制实现负载功率跟踪控制。 最后,以移动电视为负载搭建了小功率谐振耦合式WPT硬件实验系统。系统电源采用全桥逆变结构,可实现频率调节和移相调压功能;采用反激变换器拓扑设计了高频整流稳压装置,可实现移动电视的稳定直流供电;以整流稳压装置中桥式整流输出电压为反馈信号,协调控制逆变电源频率和移相角度验证了基于电源频率—电压协调控制的负载功率跟踪控制方案。