线圈距离可变的无线电能传输系统研究

在无线电能传输(WPT)系统中线圈之间的距离是影响输出功率的一个重要因素。针对特定场合中线圈距离可变时仍要保持一定输出功率的需求,此处基于串串(SS)型补偿拓扑对线圈距离与输出功率的关系进行了研究。首先对电路拓扑建立数学模型,利用Matlab软件拟合并分析了线圈距离与互感的关系,通过互感将线圈距离与输出功率两者进行联系并分析,得出了当线圈距离变化时输出功率的变化情况,并基于此说明提升初级电压对增大线圈距离可变范围的可行性。最后搭建了实验装置,通过实验结果与理论分析曲线的对比验证了理论分析结果的正确性。     

应用于无线电能传输系统的中继线圈工作性能

以无线传感器网络节点无线充电应用为背景,采用具有磁场放大作用的中继谐振线圈,解决远距离、小尺寸接收端在极弱耦合系数(10?4量级)条件下所带来的无线电能传输问题。通过分析中继线圈的在谐振频率时的工作特征以及电流放大的理论机理,设计具有磁场增强功能的中继线圈,并研究其频率特性,同时实现:1耦合谐振时中继线圈对源级电流放大四倍以上;2通过采用将中继线圈与源级线圈置于同一平面的结构优化系统空间尺寸;3直径5cm接收端线圈在距离1m时为功率LED进行无线供电。     

多负载远距离无线电能传输系统研究

针对一类既需多级输出又能延长传输距离的无线电能传输(WPT)场合,从磁耦合谐振基本原理出发,结合多中继结构与多负载结构的优势,设计了一种新型三线圈双负载WPT系统.该系统选用LCC-Multi-S型补偿拓扑,在传统双线圈系统中加入一级特殊的接收线圈,设计了两级接收线圈结构,推导了系统双负载恒压输出条件,实现了两级负载端的相同功率输出,同时系统WPT距离得到延长.仿真和实验验证了提出的方案的可行性.     

一种应用于无线电能传输的谐振频率跟踪方法

针对锂电池在无线充电过程中特性参数实时变化导致充电系统失谐的缺点,提出了谐振频率跟踪控制方法,并给出实现方案。使用Matlab/Simulink来实现谐振频率跟踪算法,通过改变模拟电池内阻参数来模拟锂电池的充电过程。搭建了实验验证平台,实验结果证明该方法能够使工作频率与谐振频率相一致,工作可靠,并能够有效提高系统的传输效率。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统阻抗分析与匹配电路设计方法

针对无线电能传输系统中阻抗失配引起的效率低和烧毁射频功放等问题,综合考虑耦合因数、电源和线圈内阻,利用互感耦合理论对四线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统中射频功放的负载阻抗进行等效分析;并针对通过改变系统互感系数来调整阻抗难以达到理想效果的缺陷,提出和设计阻抗匹配电路方法来调整阻抗。根据阻抗特性设计了π型结构的阻抗匹配电路,给出了系统器件参数的计算方法和结果。最后设计了基于磁耦合谐振技术的无线电能传输装置,并进行了阻抗匹配实验,实验结果与理论分析具有较好的一致性,证明了理论分析的正确性。也为进一步研究自适应阻抗匹配,提高无线电能传输功率和效率提供了有益的参考。     

小功率无线电能传输系统研究

无线电能传输技术因其突出的优势在近年来得到很大发展。本文首先从几类无线电能传输技术的背景、研究现状和原理入手,建立了能量传输的模型,研究了它们的主要作用原理,比较了它们的优缺点。然后选取电磁感应式和谐振耦合式两种技术设计了两种小功率无线电能传输系统。最后基于实验结果和数据,分析、研究了系统的能量传输特性。     

自激推挽式无线电能传输系统研究

基于对推挽式自激振荡电路原理的详细分析,通过研究发射线圈电压电流的特性,建立了系统的电路等效模型,并采用理论计算和仿真分析验证了系统的性能。同时将自激推挽式无线电能传输系统应用于传感器节点的锂电池变距离无线充电中。最后搭建两线圈系统验证了自激推挽式无线电能传输系统具有频率自适应的能力;在一定范围内变耦合系数时能够输出稳定的功率并保持稳定的效率。当线圈间轴向距离在1-4cm变化时,自激推挽式无线充电系统可为锂电池提供500mA的稳定充电电流。     

面向便携式电子设备的无线电能传输研究

基于耦合模理论研究了强磁耦合谐振技术应用于便携式电子设备无线电能传输的可行性。结合理论分析结果,设计并制作出便携式电子设备大小的平面螺旋电感,构造高品质因数值谐振体。根据系统阻抗随谐振体之间距离变化的特点,设计出4线圈结构的系统拓扑以实现系统阻抗匹配。搭建实验平台,测试系统传输特性,实验结果表明系统在一定距离内传输效果良好,实现了中距离的无线电能传输。证明了系统设计的可行性。     

多耦合线圈的磁耦合谐振无线电能传输系统

基于耦合电感理论建立了4线圈磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WRT)系统的电路模型,根据该模型推导出耦合系数、能量传输距离和能量传输效率之间的数学关系。针对4线圈MCR-WRT系统能量传输效率随传输距离变化而变化的现象,提出利用开关切换不同半径谐振器耦合线圈来匹配不同传输距离的方法。为验证该方法的有效性,进行了电磁仿真、电路仿真和实验分析。结果表明,采用这种方法有效地提高了系统在不同传输距离下的能量传输效率。     

有源功率因数校正电路控制方法的研究与仿真

如何结合整个控制系统,设计满足要求的有源功率因数校正电路已成为实际应用中必须面对的问题。主电路运用简单高效的Boost型功率因数校正电路,并在电路控制系统采用电流、电压两个闭环,对电流环采用PI控制。用Simulink软件建立了仿真电路,分析PI参数在电力电子开关控制中对输出电压的影响,证明了双闭环PI控制方法解决谐波污染的有效性。     

利用单相控制方法实现三相功率因数校正

分析了常规单相Boost有源功率因数校正电路直接并联存在的相间耦合问题,选用一种采用两个Boost主电感和两个二极管的单相Boost有源功率因数校正主电路,这种单相电路直接并联可以改善相间耦合的问题.每个单相电路采用一片平均电流模式控制芯片UC3854B作为控制核心,电路简单,参数设计方便.仿真和实验结果验证了该方法的可行性.     

应用于汽车的带有非对称输出的三相PFC电路

提出一种利用三相功率因数校正(PFC)电路从汽车发电机绕组获取非对称输出电压的技术,输出电压分为14 V和42 V。前者用于对蓄电池充电,及为控制单元、传感器等车内标准电气负载供电,后者主要为大功率电气负载供电,此类负载主要用在新型汽车上。对所提出的拓扑、输入电流纹波、线电感的设计和占空比等进行了详细分析,最后在40 kHz条件下进行了样机实验。     

改进型Boost ZVT-PWM有源功率因数校正电路技术

针对传统的Boost ZVT-PWM有源功率因数校正电路中辅助开关管为硬开关工作状态下开关关断损耗大、系统效率低的缺点,提出了在辅助开关管电路中增加无损耗的吸收电路来实现辅助开关管的软关断。改进型Boost ZVT-PWM功率因数校正电路使整个电路的开关管都处在软开关状态,提高了系统的效率;同时,消除了由于开关温升上升引起的干扰,确保了整个系统的可靠性。仿真结果验证理论分析的正确性。     

单相有源功率因数校正电路的抗干扰设计

通过建立理想开关模型,以及对Boost拓扑结构进行分析,设计了一种加强输入抗干扰能力的开关控制策略,并应用于功率因数校正电路优化。仿真结果表明,该功率因数校正器结构简单、抗干扰能力强,在无干扰情况下,功率因数由0.667 8提高到0.922 2;在输入有干扰情况下,功率因数由0.557 4提高到0.805 0,且电压输出稳定,开关损耗低。     

单周期控制的三相无桥PFC电路的研究

传统三相有源功率因数变换器具有多种电路拓扑形式和控制方法,但整流部分常采用全桥结构,导致输入电流谐波含量较大,电路整体效率不高,而且控制方法相对复杂。基于单相模块构建了一种新型的单周期控制的三相无桥功率因数校正（PFC）电路,通过自耦变压器将三相电路解耦为两相无桥Boost PFC电路并联而成,为削弱2个并联电路之间的耦合干扰,加入分离元件实现了对2个并联电路的独立控制。仿真与实验结果验证了该单周期控制的三相无桥PFC电路的正确性,实现了高功率因数,采用无桥方案也有助于提高电路的整体效率,单周期控制策略控制简单,简化了电路结构。     

单相功率因数校正电路的系统优化设计

在分析了单相功率因数校正电路结构及原理的基础之上,针对在恒功率输出的条件下输入电压调压范围小的问题,设计了电压增益环节.同时,为了提高电流环的动态响应,建立了Boost电路的控制模型,构造出滑模变结构控制器从而取代电流环中传统的PI调解器,并对滑模变结构控制器的抖振问题提出改进措施.最后,对电压增益环节的设计及滑模变结构控制器的设计进行了仿真验证,取得了良好的效果.     

单相BOOST功率因数校正电路的参数设计

提出了ＢＯＯＳＴ电路中电感,电容的设计原则,用ＰＳＰＩＣＥ构造了仿真电路并用ＵＣ３８５４ＢＮ研制了实际装置,仿真与实验结果证明了原则的正确性。     

单开关Buck-Flyback功率因数校正变换器

针对传统Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电流谐波分量高的问题,提出一种单开关Buck-Flyback PFC变换器。它由Buck PFC变换器与Flyback PFC变换器的输入和输出分别并联并合并主开关管而构成。当输入电压低于输出电压时,变换器工作于Flyback模式,消除了传统Buck PFC变换器的输入电流死区,进而降低了输入电流谐波。分析工作在断续模式的单开关Buck-Flyback PFC变换器的输入电流特性,理论分析表明,该变换器可在全电压输入范围内获得高功率因数与低总谐波失真率,满足IEC 61000-3-2 C类法规对输入电流各次谐波的要求。最后,通过一台96 W实验样机验证理论分析的正确性。     

Power Factor Correction Using Predictive Current Control for Three-phase Induction Motor Drive System

This paper presents the study of a three phase pulse width modulation inverter-fed induction motor drive with single phase utility input, with and without a power factor correction circuit (PFC). The PFC circuit is controlled with the proposed predictive current control. The effects of the PFC circuit on the magnitude of the input current, harmonic contents and input power factor of the AC drive system are studied. A comparative study of simulation and experimental results for the AC. drive system, with and without PFC circuit, is carried out. The experimental implementation of PFC control of the boost converter controlled three-phase IM drive system using DSP controller board DS1104 is achieved using the proposed predictive control. The proposed PFC control method used to achieve a low input line current harmonics, for obtaining a good power quality with a fast dynamic response for output voltage and line current.