一种抗宽范围耦合系数波动的三元件补偿型感应式能量传输系统

作者：丰昊; 蔡涛; 段善旭; 赵锦波; 张晓明

来源：电工技术学报, 2017, 32(S2): 10-17.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.161581

• 感应式能量传输
• LCC型谐振腔
• 抗偏移拓扑

常规LCL型感应式能量传输系统具有电压增益独立于负载的特性,在耦合系数波动小而负载范围较宽的无线能量传输场合应用较广。然而其输出特性受耦合系数影响很大,不适用于动态能量传输场合。在LCL型补偿拓扑的基础上,通过改造其输出特性,提出一种适用于动态感应式能量传输场合的改进型拓扑,以适应大范围耦合系数的变化。从平滑输出电压增益的角度出发,定量分析电压增益和输出阻抗角与耦合系数和无源元件参数的关系。通过对LCL型谐振腔增加一阶自由度,构造了三元件补偿的LCC型拓扑,实现了耦合系数大范围波动情况下输出功率近似恒定。与常规拓扑相比,该补偿拓扑对耦合系数的敏感性大大降低。最后,设计一台原理样机,传输功率在耦合系数大范围波动下保持平稳,相比常规拓扑,使得输出特性关于耦合系数的敏感性大大降低。验证了设计方法的有效性。

• 单位
  强电磁工程与新技术国家重点实验室; 华中科技大学; 中国船舶重工集团公司第七二二研究所