提升无线充电异物检测系统灵敏度的高阶复合谐振拓扑

作者：孙瀛; 周天; 宋凯^*; 朱春波; 魏国

来源：电工技术学报, 2023, 38(06): 1541-1552.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211758

• 金属异物检测
• 无线电能传输
• 电动汽车
• 高阶复合谐振拓扑
• 检测灵敏度

针对无线充电系统中金属异物的检测需要，提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑，解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型，阐释谐振拓扑对检测线圈阻抗变化的放大作用；其次在合理设计参数下分析复合谐振拓扑对检测灵敏度提升的可行性；然后根据谐振拓扑对线圈阻抗变化的放大特性设计一种高阶复合谐振拓扑，并对该拓扑结构中各器件参数进行优化；最后对所提出的高阶复合谐振拓扑的检测灵敏度及其具体实现电路进行实验验证。实验结果表明，针对检测线圈边角位置处的金属异物和曲别针等小尺寸异物，系统检测灵敏度可达62.31%和119.23%。在金属异物对检测线圈阻抗影响的微小变化下，所提出的高阶复合谐振拓扑具有足够高的检测灵敏度并可以完全消除检测盲区。

• 单位
  自动化学院; 哈尔滨工业大学