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具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率优化 被引量:1
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作者 瓦列里·扎维亚洛夫 伊琳娜·塞米金娜 +2 位作者 叶夫根尼·杜布科夫 阿梅特汗·维利利亚耶夫 阿姆·雷夫基 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1627-1642,共16页
开发基于感应功率传输的无线充电系统是一个很有前途的研究领域。本研究的目的在于,在给定谐振频率和给定发射线圈和接收线圈之间距离的情况下,优化具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率。这些约束反映了线圈的尺寸限制、输... 开发基于感应功率传输的无线充电系统是一个很有前途的研究领域。本研究的目的在于,在给定谐振频率和给定发射线圈和接收线圈之间距离的情况下,优化具有LC串联补偿拓扑结构的无线充电系统的约束效率。这些约束反映了线圈的尺寸限制、输入电压限制下所需的传输功率,以及部件上的过电压。为了达到目标,制定了优化标准。已经为频域中优化标准的每个组件建立了对无线充电系统谐振电路参数的依赖性。由于这些依赖关系看起来非常复杂,在给定的情况下利用参数之间的联系,并采用最小二乘法的切比雪夫多项式近似,它们在优化任务中被简化为一个变量。因此,理论上已经获得了指示优化标准满足的谐振电路参数。利用为电动卡车ET-20132专门制造的无线充电系统对所提出的约束效率优化方法进行了实验验证。实验和理论的比较表明,它们在谐振频率上具有良好的收敛性,由数学模型中的假设引起的谐振频率偏差是可接受的。经实验证明,无线充电系统的效率为91%。 展开更多
关键词 电动汽车 无线充电系统 谐振磁路 LC串联补偿 约束效率优化 传递函数 参数近似
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大传输距离下电动汽车无线充电系统优化
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作者 李延杰 李峰 +3 位作者 周思齐 马晓磊 冯建勇 霍栩 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期405-416,共12页
针对无线充电系统原边线圈嵌入路面结构后耦合线圈之间的距离增大、耦合程度减弱的问题,对线圈结构进行优化,以实现大传输距离下无线电能的传输。通过电磁有限元仿真对线圈的内径、外径和匝数进行优化,提出以耦合系数为优化目标的线圈... 针对无线充电系统原边线圈嵌入路面结构后耦合线圈之间的距离增大、耦合程度减弱的问题,对线圈结构进行优化,以实现大传输距离下无线电能的传输。通过电磁有限元仿真对线圈的内径、外径和匝数进行优化,提出以耦合系数为优化目标的线圈结构参数优化流程,同时,在Simulink中搭建无线充电系统的电路仿真平台,对采用优化后线圈结构的无线充电系统性能进行测试。结果表明:随着线圈内径增大,耦合系数先增大,达到峰值后迅速减小;随着线圈外径增大,耦合系数逐渐增大;在不同外径下,线圈的最优匝数均为9匝;3个参数中,增大外径是提高线圈耦合程度最有效的方式;最终优化后线圈的参数为外径480 mm、内径210 mm、匝数9匝,可以实现300 mm距离的电能传输,系统输出功率保持在2.96~3.70 kW,传输效率达到86.54%,横向容许偏移距离可达60 mm。 展开更多
关键词 无线充电系统 电动汽车 无线电能传输(wireless power transfer WPT) 耦合线圈 大传输距离 磁耦合谐振
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船载无人机自稳定无线充电系统设计
3
作者 陆智强 李伟华 +1 位作者 庄子昊 张光于 《工业仪表与自动化装置》 2024年第2期25-29,共5页
针对海域作业无人机续航时间较短和充电平台易受扰动产生动态移动的问题,设计了一种船载无人机自稳定无线充电系统。该系统采用STM32单片机为主控核心,包括了载机端的Stewart自稳定平台和无线充电圆台,无人机端的电量监管模块以及PC端... 针对海域作业无人机续航时间较短和充电平台易受扰动产生动态移动的问题,设计了一种船载无人机自稳定无线充电系统。该系统采用STM32单片机为主控核心,包括了载机端的Stewart自稳定平台和无线充电圆台,无人机端的电量监管模块以及PC端的监测上位机,其中平台姿态数据和电池电量数据都经过卡尔曼滤波算法的处理。经过测试,Stewart平台在一定范围的扰动下能够实现无线充电圆台平台的稳定。无线充电圆台能够满足无人机无线充电需求,同时上位机能够接收到无人机的实时电量数据并对整个充电过程实时监控。 展开更多
关键词 STEWART平台 卡尔曼滤波 无线充电系统 STM32单片机 锂电池电量监管
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基于SS耦合的无线充电系统复合控制
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作者 张龙玺 刘国巍 《自动化应用》 2024年第18期62-65,共4页
无线充电技术凭借便捷、可靠、智能化等特点,在充电领域具有广阔的应用前景。针对无线充电系统的传输效率易受负载影响的问题,对SS耦合提出了一种基于阻抗匹配的最大效率跟踪以及PI控制的恒压输出复合控制。首先,分析了SS型无线充电系... 无线充电技术凭借便捷、可靠、智能化等特点,在充电领域具有广阔的应用前景。针对无线充电系统的传输效率易受负载影响的问题,对SS耦合提出了一种基于阻抗匹配的最大效率跟踪以及PI控制的恒压输出复合控制。首先,分析了SS型无线充电系统的参数和传输效率;其次,在副边采用DC/DC控制器实现了最大效率跟踪,在原边采用PI控制器改变负载端电压实现了恒压输出;最后,通过实验仿真证明了该方法的有效性及可行性。 展开更多
关键词 无线充电系统 最大效率跟踪 恒压输出 PI控制
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新能源汽车车载无线充电系统设计优化研究
5
作者 吴丽 《汽车测试报告》 2024年第15期50-52,共3页
随着新能源汽车产业的蓬勃发展,车载无线充电系统作为一种新兴的充电方式备受关注。然而,当前新能源汽车车载无线充电系统在功率传输效率、充电过程控制等方面仍存在不足,急需进行优化设计。该文介绍新能源汽车车载无线充电系统的重要性... 随着新能源汽车产业的蓬勃发展,车载无线充电系统作为一种新兴的充电方式备受关注。然而,当前新能源汽车车载无线充电系统在功率传输效率、充电过程控制等方面仍存在不足,急需进行优化设计。该文介绍新能源汽车车载无线充电系统的重要性,分析新能源汽车车载无线充电系统存在的问题,并提出设计优化策略,以提升新能源汽车车载无线充电系统的整体性能,推动相关技术的持续创新和产业化应用。 展开更多
关键词 新能源汽车 车载无线充电系统 功率传输效率
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基于变补偿结构的无线充电系统的设计
6
作者 周游 《科技视界》 2024年第15期79-82,共4页
为了对锂电池安全充电,文章提出一种基于变补偿拓扑的无线充电系统。文章分析了串-并型和串-串并型两种补偿拓扑的输出特性。分析表明,串-并型拓扑具有恒流输出特性,而串-串并型拓扑具有恒压输出特性。因此,在无线充电系统通过交流开关... 为了对锂电池安全充电,文章提出一种基于变补偿拓扑的无线充电系统。文章分析了串-并型和串-串并型两种补偿拓扑的输出特性。分析表明,串-并型拓扑具有恒流输出特性,而串-串并型拓扑具有恒压输出特性。因此,在无线充电系统通过交流开关实现两种拓扑的切换,进而实现系统输出模式的切换。同时,通过合理选取系统补偿元件可调节充电电流和充电电压的大小。最后,搭建实验平台对上述分析进行验证,结果表明,本无线充电系统可实现输出模式的自动切换,且输出电流和电压不受负载变化的影响。 展开更多
关键词 无线充电系统 串-并型补偿拓扑 串-串并型补偿拓扑
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电动汽车移动式无线充电系统动态建模与特性分析 被引量:23
7
作者 郭彦杰 王丽芳 +2 位作者 李树凡 张玉旺 廖承林 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期73-78,共6页
移动式无线充电系统能够显著减少电动汽车动力电池的携带量,具有广阔的应用前景。文中基于分段式多发射导轨方案,建立了电动汽车移动式无线充电系统的状态空间模型,进而推导出能够描述系统动态特性的小信号模型。搭建了试验平台,利用实... 移动式无线充电系统能够显著减少电动汽车动力电池的携带量,具有广阔的应用前景。文中基于分段式多发射导轨方案,建立了电动汽车移动式无线充电系统的状态空间模型,进而推导出能够描述系统动态特性的小信号模型。搭建了试验平台,利用实际系统参数研究了移动充电过程中系统输出功率和效率的动态变化过程,以及导轨切换开通过程中系统的瞬态特性,并分析了不同切换开通位置对瞬态过程的影响。通过实验对建立的模型和分析得到的结论进行了验证。 展开更多
关键词 移动式无线充电系统 动态模型 移动充电动态过程 导轨切换瞬态过程
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具有原边互感识别功能的恒流恒压无线充电系统开发 被引量:8
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作者 张文杰 秦伟 +2 位作者 宋建成 吝伶艳 毕鲁飞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期52-60,共9页
为了满足电动汽车电池先恒流后恒压充电的需求,根据补偿网络工作的特性,结合充电安全性的要求,设计了基于LCC-LCC/S混合补偿网络的无线充电系统方案。在恒流充电模式下,副边采用LCC补偿拓扑。在恒压充电模式下,副边采用串联补偿拓扑。... 为了满足电动汽车电池先恒流后恒压充电的需求,根据补偿网络工作的特性,结合充电安全性的要求,设计了基于LCC-LCC/S混合补偿网络的无线充电系统方案。在恒流充电模式下,副边采用LCC补偿拓扑。在恒压充电模式下,副边采用串联补偿拓扑。在此基础上,针对静态充电技术中容易出现两侧线圈偏移的问题,提出了根据原边逆变器输出电流和互感的内在电路关系自动识别互感值,再移相调节输出的高频电压,从而保持额定充电电流和电压的方法。最后,搭建了恒流输出5 A、恒压输出200 V的无线充电系统样机对设计的系统方案进行验证。实验结果表明,系统可以通过切换副边补偿网络,自动稳定地切换充电模式,且线圈发生偏移之后仍然可以实现额定电流和电压充电。该系统省去了原、副边之间的无线通信,允许两侧传输线圈有较大的偏移量,运行安全性高,电路结构和控制策略简单。 展开更多
关键词 无线充电系统 恒流充电 恒压充电 线圈偏移 自动识别 移相调节
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电动汽车动态无线充电系统特性的研究 被引量:9
9
作者 郭彦杰 王丽芳 +2 位作者 张俊智 张玉旺 张云 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期642-647,共6页
动态无线充电系统能显著减少电动汽车动力电池的质量与尺寸,具有广阔的应用前景。本文中首先基于分段式多发射导轨方案,建立了原边LCC阻抗匹配网络电动汽车动态无线充电系统的等效电路模型,进而推导出系统功率和效率的表达式;然后搭建... 动态无线充电系统能显著减少电动汽车动力电池的质量与尺寸,具有广阔的应用前景。本文中首先基于分段式多发射导轨方案,建立了原边LCC阻抗匹配网络电动汽车动态无线充电系统的等效电路模型,进而推导出系统功率和效率的表达式;然后搭建实验平台并利用实际系统参数,研究以阻抗匹配网络补偿电容为代表的静态参数和动态无线充电过程中变化的动态互感参数对系统功率和效率特性的影响;最后通过实验对建立的模型和分析得到的结论进行了验证。 展开更多
关键词 电动汽车 动态无线充电系统 功率效率特性 阻抗匹配网络
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高效率医疗植入式刺激装置无线充电系统 被引量:6
10
作者 熊慧 陈东旭 +3 位作者 刘俊利 李刚 张旺明 徐如详 《电子技术应用》 北大核心 2012年第12期54-56,共3页
基于对医疗植入式刺激装置外部供电或充电的核心——松耦合变压器的研究,利用有限元软件进行仿真和实际分析,提出针对植入式应用的磁路结构,得出优化后的松耦合变压器结构,并制作实际电路,对其传输效率进行对比分析。该设计可以满足高... 基于对医疗植入式刺激装置外部供电或充电的核心——松耦合变压器的研究,利用有限元软件进行仿真和实际分析,提出针对植入式应用的磁路结构,得出优化后的松耦合变压器结构,并制作实际电路,对其传输效率进行对比分析。该设计可以满足高效率医疗植入式刺激装置的供电需求,同时还可用于某些密闭化学、生物装置的内部供电及特殊场合内部监控装置的供电。 展开更多
关键词 无线充电系统 传输效率 松耦合变压器 磁路结构
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电动汽车无线充电系统传导电磁干扰及其对安全性的影响 被引量:4
11
作者 郭彦杰 王丽芳 +3 位作者 张俊智 张玉旺 张云 李树凡 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2017年第4期374-380,共7页
为了明确电动汽车(EV)无线充电系统(WCS)的传导电磁干扰(EMI)特性及其对系统安全性的影响,该文分析系统等效传导电磁干扰源,建立传导电磁干扰等效电路模型。基于实际系统参数分析传导干扰传递函数在谐波频率处的增益,研究系统额定工作... 为了明确电动汽车(EV)无线充电系统(WCS)的传导电磁干扰(EMI)特性及其对系统安全性的影响,该文分析系统等效传导电磁干扰源,建立传导电磁干扰等效电路模型。基于实际系统参数分析传导干扰传递函数在谐波频率处的增益,研究系统额定工作状态、线圈发生较大偏移,以及整流电路工作在断续导通模式(DCM)的情况下,系统传导电磁干扰特性及其对安全性的影响,并对所建立的模型进行试验验证。结果表明:电动汽车无线充电系统线圈之间发生较大偏移及整流电路工作在断续导通模式时,会带来高频传导干扰,需要采取相应的措施进行抑制;在设计系统时应保证整流电路输入电感足够大,以避免断续导通模式带来的传导电磁干扰并提高系统电磁安全性。 展开更多
关键词 电动汽车 系统安全性 无线充电系统 传导电磁干扰 电磁兼容
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双负载无线充电系统中的交叉耦合及补偿方法 被引量:3
12
作者 罗斌 吴仕闯 吴敏超 《电子技术应用》 北大核心 2014年第6期59-62,66,共5页
利用电路理论,对具有双负载接收线圈的磁谐振耦合式无线充电系统进行了建模分析,导出了系统的传输功率和效率表达式。通过数值分析的方法,针对交叉耦合效应对系统传输功率、效率的影响进行了细致的研究,并提出了一种在回路中附加电抗来... 利用电路理论,对具有双负载接收线圈的磁谐振耦合式无线充电系统进行了建模分析,导出了系统的传输功率和效率表达式。通过数值分析的方法,针对交叉耦合效应对系统传输功率、效率的影响进行了细致的研究,并提出了一种在回路中附加电抗来补偿交叉耦合效应的方法。通过仿真和实验验证了这种方法的可行性。 展开更多
关键词 磁谐振耦合 无线充电系统 交叉耦合 电抗补偿
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一种无线充电系统的设计 被引量:3
13
作者 倪国旗 王丽娜 彭欣 《信息化研究》 2013年第3期51-54,共4页
无线充电系统不仅可以随身携带,还可在安装有公共无线充电设备平台的场所进行充电,给使用者带来了很大的方便。文章根据系统要求,利用电磁传播和磁感应耦合基本理论,研究设计出一种无线充电系统方案,根据该方案研究出来的系统将具有方... 无线充电系统不仅可以随身携带,还可在安装有公共无线充电设备平台的场所进行充电,给使用者带来了很大的方便。文章根据系统要求,利用电磁传播和磁感应耦合基本理论,研究设计出一种无线充电系统方案,根据该方案研究出来的系统将具有方便快捷﹑通用性好、低能耗、环保节能等优点,还给出一种可具体操作的发送端核心芯片和接收端核心芯片的选择与设计方案,为具体开发无线充电系统奠定了基础。 展开更多
关键词 无线充电系统 电磁传播 磁感应耦合 发送端 接收端
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电动汽车智能动态无线充电系统的研究现状与展望 被引量:8
14
作者 苏宏业 周泽 +1 位作者 刘之涛 张立炎 《智能科学与技术学报》 2020年第1期1-9,共9页
为了解决电动汽车的车载电池体积大和里程焦虑等问题,加速电动汽车的推广应用,动态无线充电系统(DWCS)应运而生。介绍了电动汽车智能DWCS的基本框架,从电路结构及系统建模、电动汽车定位、DWCS的控制策略以及与智能电网的相互影响等方... 为了解决电动汽车的车载电池体积大和里程焦虑等问题,加速电动汽车的推广应用,动态无线充电系统(DWCS)应运而生。介绍了电动汽车智能DWCS的基本框架,从电路结构及系统建模、电动汽车定位、DWCS的控制策略以及与智能电网的相互影响等方面详细阐述了国内外学者在DWCS方面的研究工作,然后从系统结构及优化、与无人驾驶技术的融合以及电网和交通网的协同优化策略等方面对电动汽车智能DWCS未来的研究方向和发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 电动汽车 动态无线充电系统 系统建模及优化 电动汽车定位 无人驾驶技术
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电动车辆无线充电系统的电磁安全性 被引量:1
15
作者 丁一夫 张悦 张旭 《安全与电磁兼容》 2018年第5期15-19,共5页
从电流密度、内部电场强度、电磁场强度及接触电流等方面介绍了电动车辆无线充电系统的ICNIRP符合性研究成果。阐述了辐射场对细胞活性、植入式医疗设备、脑电波、鱼卵发育的效应,为分析无线充电系统对人体健康的影响提供借鉴。
关键词 无线充电系统 ICNIRP 植入式医疗设备 人体健康
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新型电动汽车无线充电系统研究 被引量:1
16
作者 张瀚超 匡洪海 《机电信息》 2017年第24期20-21,共2页
为解决交流充电电动汽车无线充电系统副边需要多级电能变换的缺点,提出了一种基于矩阵变换器的无线充电系统,其原边采用单相无线供电拓扑,经原副边耦合及谐振补偿,借助于单相矩阵变换器,可直接实现电动汽车交流充电,且充电电压幅值可调... 为解决交流充电电动汽车无线充电系统副边需要多级电能变换的缺点,提出了一种基于矩阵变换器的无线充电系统,其原边采用单相无线供电拓扑,经原副边耦合及谐振补偿,借助于单相矩阵变换器,可直接实现电动汽车交流充电,且充电电压幅值可调,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 电动汽车 无线充电系统 单相矩阵变换器 SPWM调制
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电动汽车无线充电系统发展现状与应用 被引量:3
17
作者 王瑜 《汽车实用技术》 2023年第11期6-14,共9页
随着国家对新能源汽车发展的大力支持,纯电动汽车已经逐渐普及开来。为了有效解决里程焦虑影响,与纯电动汽车相配套的充电设施也正在大规模投入建设中。但现有的插入式充电模式在充电效率上仍然无法替代传统燃油汽车的便捷性。因此,无... 随着国家对新能源汽车发展的大力支持,纯电动汽车已经逐渐普及开来。为了有效解决里程焦虑影响,与纯电动汽车相配套的充电设施也正在大规模投入建设中。但现有的插入式充电模式在充电效率上仍然无法替代传统燃油汽车的便捷性。因此,无线电动汽车充电系统在汽车上的应用研究被提上日程。无线电动汽车充电系统可以为电动汽车充电,且摒弃了插入式充电系统的弊端。论文针对目前电动汽车的静态和动态的不同类型无线充电系统的工作原理、结构、电磁兼容性、气隙敏感度、位置敏感度、补偿网络等进行对比分析研究,分析了用于电动汽车无线充电系统的基本工作过程,基于现有系统提出无线电动汽车充电系统的未来应用场景,对大功率电动汽车无线充电技术的应用具有良好的参考意义。 展开更多
关键词 电动汽车 电磁兼容 无线充电系统 无线电力传输 无线电动汽车充电系统
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谐振式无线充电系统功率变换器工作点设置方法
18
作者 赵靖英 王雪峰 +1 位作者 赵纪新 崔玉龙 《现代电子技术》 北大核心 2020年第2期118-123,共6页
功率变换器的工作点影响无线充电系统的输出功率和传递效率,进而影响系统的传输性能。以SS型磁耦合谐振机构为研究对象,构建系统模型,基于互感理论建立T形等效电路;推导系统功率传输公式,从阻抗传输系数的角度分析接收端功率变换器在单... 功率变换器的工作点影响无线充电系统的输出功率和传递效率,进而影响系统的传输性能。以SS型磁耦合谐振机构为研究对象,构建系统模型,基于互感理论建立T形等效电路;推导系统功率传输公式,从阻抗传输系数的角度分析接收端功率变换器在单边控制和双边控制下不同充电阶段的工作曲线,给出工作点的确定方法。最后,搭建仿真模型和实验平台,完成工作点理论值、仿真值和实验值的对比,并进行了系统传输特性分析,验证了所提出的计算方法的正确性。结果表明,提出的计算方法可以快速确定工作点且具有通用性,对充电系统的电路结构选择和控制方法设计提供了一定参考。 展开更多
关键词 功率变换器 工作点设置 无线充电系统 磁耦合谐振 仿真建模 实验验证
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谐振无线充电系统共振线圈设计与分析
19
作者 王铁成 温云芳 赵永磊 《邯郸职业技术学院学报》 2018年第2期61-66,共6页
对谐振式无线充电系统的谐振线圈进行了设计和分析。首先,对谐振式无线充电系统的基本特性进行了数学模型分析,包括等效电路分析和系统频率特性分析。其次,进行了谐振线圈的设计,并用电磁仿真软件对设计的谐振线圈的特性阻抗、S参数反... 对谐振式无线充电系统的谐振线圈进行了设计和分析。首先,对谐振式无线充电系统的基本特性进行了数学模型分析,包括等效电路分析和系统频率特性分析。其次,进行了谐振线圈的设计,并用电磁仿真软件对设计的谐振线圈的特性阻抗、S参数反射波、S参数传输波、传输效率等参数进行了仿真分析,对设计参数的可行性进行了评价。 展开更多
关键词 无线充电系统 谐振 共振线圈设计
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基于整流性负载补偿的无线充电系统T型阻抗匹配网络设计方法的优化 被引量:9
20
作者 李树凡 王丽芳 +2 位作者 郭彦杰 吉莉 岳圆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期9-16,共8页
无线充电系统的阻抗匹配对于提高系统的能量传输能力具有重要意义。针对现有纯阻性整流性负载分析方法的缺点与不足,提出一种基于整流性负载补偿的无线充电系统T型阻抗匹配网络的优化方法。首先,分析基于传统整流性负载分析方法的T型阻... 无线充电系统的阻抗匹配对于提高系统的能量传输能力具有重要意义。针对现有纯阻性整流性负载分析方法的缺点与不足,提出一种基于整流性负载补偿的无线充电系统T型阻抗匹配网络的优化方法。首先,分析基于传统整流性负载分析方法的T型阻抗匹配网络。其次,分析整流性负载的非线性特征,得出其感性特征不能忽略的结论,并根据此结论研究补偿整流性负载的方法,对T型阻抗匹配网络的设计方法进行优化。最后,对提出的优化方法进行仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,该优化方法能够将无线充电系统的能量传输效率提高近1%,输出功率从2.52k W增大至2.77k W。 展开更多
关键词 无线充电系统 阻抗匹配 整流性负载 优化
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