目前,在寻求最大功率输出的控制方法中,通常采用变频方式使系统工作在谐振点附近。然而,对于大功率感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统来说,开关管的工作频率较低,死区时间相对较长,如果控制不当,会在谐振点附近的死区范围内出现电压与电流波形畸变,极易造成开关管的损毁,导致系统停机,从而降低了系统的稳定性能。因此,首先研究在高频逆变电压超前、滞后于原边谐振电流以及谐振点附近情况下谐振变换器的开关特性,分析产生电压与电流波形畸变的机理,通过理论推导给出避免波形畸变的运行条件。最后,通过相位滞后控制策略稳定系统的输出,并搭建25 kW、气隙20 mm的大功率IPT试验平台,通过试验验证理论分析的正确性。
无线电能传输技术实现了对设备的非接触供电,适应了特殊场合(如移动设备和旋转设备)供电需求,避免了传统传导式供电带来的诸多问题。然而在实际应用中(如医学电子胶囊、无线供电时的信息反馈等),在能量无线传输的同时还要求信息的同步传输。针对这类应用,提出一种新型双谐振结构,利用其固有的双谐振特性,在一对线圈中实现能量和信号的同步传输。在分析双谐振电路特性的基础上,通过提出传输因子的概念,分析其信道带宽与响应时间,并研究传输因子与能量/信息传输性能的关系。实验表明,当负载小于10Ω,传输距离小于120 mm时,能量传输效率高于70%。通过开关键控调制方式,在负载值1.31Ω、距离122 mm时,实现了50 k Hz的有效传输。
针对电池制造工艺和使用环境不同所引起的单体间电量不均衡问题,结合双向开关电源理论提出了一种集中式能量转移型单体-整组双向电池均衡方案,根据电池组内单体剩余电量(state of charge,SOC)在电池组内部进行电量双向转移,采用反馈电路保证均衡电流恒定。通过实验获得电池单体开路电压的滞回特性曲线,并结合充电和放电状态下SOC与开路电压对应关系估计各电池单体SOC,以SOC一致作为均衡目标。实验结果表明,所设计的均衡器均衡电流达到3A,可以满足电池系统均衡需求。
