磁諧振式無線電能傳輸高頻逆變電源的設(shè)計與系統(tǒng)測試.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，無線電能傳輸?shù)姆绞皆桨l(fā)顯示出它的優(yōu)勢。磁諧振式WPT技術(shù)作為一種新型的無線電能傳輸技術(shù)自被提出之后，吸引了大量國內(nèi)外研究者投身其中。到目前為止，已有大量學(xué)者深入研究了磁諧振式WPT的工作原理，傳輸結(jié)構(gòu)，傳輸特性等，但對該系統(tǒng)的重要組成部分——高頻電源的研究則較少。現(xiàn)在用于WPT系統(tǒng)的高頻電源主要由功率放大器和信號發(fā)生器組成，這種形式的高頻電源存在匹配困難、功率較小等問題，因此，專門為WPT系統(tǒng)設(shè)計一個靈活適

2、用的高頻電源是非常必要的。
　　本文通過利用現(xiàn)代電力電子及變換器的基礎(chǔ)知識，分析了磁諧振WPT系統(tǒng)中的基本單元與高頻電源組成的電路，得到回路中電流的變化規(guī)律；而后結(jié)合實際應(yīng)用情況，選擇該領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的兩線圈傳輸結(jié)構(gòu)，且兩線圈均采用串聯(lián)諧振的傳輸結(jié)構(gòu)作為前端高頻逆變電源設(shè)計的整體負(fù)載；推導(dǎo)了系統(tǒng)的功率、效率與系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的關(guān)系，然后在MATLAB中仿真了功率、效率隨距離變化的規(guī)律。
　　其次，完成了從逆變主電路拓?fù)溥x擇、

3、功率開關(guān)器件選型、光耦隔離電路設(shè)計、基于IRS2186驅(qū)動電路的設(shè)計、基于TMSDSP28335控制電路軟硬件的設(shè)計，到消除電磁干擾的五階巴特沃斯濾波器的設(shè)計，最后設(shè)計出了適用于磁諧振WPT系統(tǒng)的高頻逆變電源，并制作了實物。對設(shè)計制作的高頻逆變電源的性能、串聯(lián)諧振電路中的電流波形進(jìn)行了實驗測試，測試結(jié)果表明該高頻逆變電源可用于磁諧振WPT系統(tǒng)。
　　最后測試了150kHz—300kHz范圍內(nèi)高頻逆變電源的性能，然后在搭建的磁諧振W

4、PT系統(tǒng)實驗平臺上，測試了WPT系統(tǒng)的功率、效率隨兩線圈距離變化情況，并與仿真結(jié)果進(jìn)行了對比。針對系統(tǒng)在單發(fā)射電源供電時，負(fù)載功率隨接收線圈距離增大迅速下降的問題，將單發(fā)射電源改進(jìn)為雙發(fā)射電源供電的方案。介紹了雙發(fā)射電源設(shè)計原理，給出了程序算法流程圖，并完成了雙發(fā)射電源的制作。在磁諧振WPT系統(tǒng)實驗平臺上，比較了系統(tǒng)分別在單發(fā)射電源與雙發(fā)射電源供電情況下，負(fù)載功率隨接收線圈距離改變的情況。接著設(shè)計了功率穩(wěn)定性實驗，通過實驗證明了雙發(fā)射電