ICPT系统拾取机构同步整流技术研究与实现

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感应耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer,ICPT)技术具有安全、灵活、可靠性高、易维护及环境亲和力强的优点,成为了国内外学者的研究热点。  本文将同步整流(Synchronous Rectifier,SR)技术引入到ICPT系统拾取机构的AC-DC电路中,以解决ICPT系统向直流用电设备供电,副边拾取机构AC-DC电路采用二极管整流方式时,整流损耗较大,发热严重,散热器体积大,系统整体效率及功率密度大大降低的问题。本文的研究内容有利于ICPT技术的应用推广,降低电能的消耗,节约电能。  围绕ICPT系统拾取机构同步整流技术的实现,本文主要做了以下工作:  ①研究并验证了同步整流 MOSFET的双向导通工作特性。分析了现有同步整流电路拓扑,在此分析基础上,结合ICPT系统的电路拓扑,提出并分析了基于SR技术ICPT系统电路拓扑。结合基于SR技术ICPT系统的自身谐振特性,在无需其他辅助电路的条件下,提出了ICPT系统副边拾取机构AC-DC全桥电路ZVS或ZCS软开关同步整流输出的控制方法。  ②分析了基于SR技术SP型及PS型ICPT系统的工作原理,建立了系统的稳态数学模型。采用频闪映射建模方法,结合周期不动点理论,给出了AC-DC全桥同步整流电路ZVS或ZCS软开关工作周期的计算方法。  ③设计了基于SR技术SP型及PS型ICPT系统的副边AC-DC全桥电路ZVS或ZCS软开关同步整流控制电路。  ④仿真并分析了基于SR技术SP型及PS型ICPT系统。基于仿真分析结果,搭建实验电路,实现了副边拾取机构的AC-DC全桥电路ZVS或ZCS软开关同步整流输出。并通过同步整流与二极管整流方式的实验对比,结果表明,采用同步整流方式可有效提高系统的整体效率及功率密度。
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