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多兆赫谐振感应式无线功率传输的设计考虑
Design Considerations for Multimegahertz Resonant Inductive Power Transfer
Lei Gu · Victor Gao · Aobo Yang · Tuofei Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
兆赫频率下的感应式无线功率传输有望实现紧凑且低成本的电力传输。然而,由于高频电路对寄生参数敏感,此类系统在直流-直流效率上普遍低于传统低频系统。本文系统分析了串联-串联、串联-并联、并联-串联和并联-并联等补偿拓扑的权衡,并提出在多兆赫设计中考虑半导体器件寄生参数以提升传输效率的方法。通过构建三套300 W的系统验证所提方法,交流-交流效率均超96%。最终实现6.78 MHz、1.7 kW输出、直流-直流效率达95.7%的原型系统。
解读: 该多兆赫无线功率传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的6.78MHz高频谐振技术可直接应用于车载OBC充电机和无线充电桩开发,实现95.7%直流效率的紧凑型无线充电方案。四种补偿拓扑的系统分析及寄生参数优化方法,可指导阳光电源在SiC/GaN高频器件应用中降低开关损耗。该技术...
基于软开关的串/容并补偿无线轮毂电机驱动系统设计
Soft Switching Based Design of Wireless In-Wheel Motor Drive System with Series/Capacitor-Parallel Compensation
Xin Felix Chen · Chi K. Tse · C. Q. Jiang · Qianhong Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
为降低电源线缆断连风险,采用无线轮毂电机驱动系统。本文提出一种串/容并(S/CP)补偿拓扑,虽结构类似串/串并(S/SP),但设计思想更利于提升电压增益灵活性。设计中首次引入软开关考量,基于推导的软开关边界可快速确定设计点,并引入虚拟参数消除端接效应对软开关的影响。结合电机负载对母线电压波动的高容忍性,提出优化设计方法,可在宽负载与错位范围内实现软开关、满足电压需求并保持高效率。实验搭建600 W样机,最高效率达96.81%,验证了理论分析的正确性。
解读: 该软开关无线电能传输技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文章提出的S/CP补偿拓扑及软开关设计方法可直接应用于电动汽车无线充电系统和轮毂电机驱动方案。其核心创新点:1)基于软开关边界的快速设计方法可优化阳光电源车载OBC和无线充电桩的功率变换效率,96.81%的系统效率与公司高效率目标一...
考虑负载与耦合系数大范围变化的LCC-LCC补偿WPT系统恒功率输出
Constant Power Output for LCC-LCC Compensated WPT Systems Considering Large Variations of Loads and Coupling Coefficients
Fei Xu · Yuxiang Ren · Ming Xue · Zhixin Chen 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
无线电力传输(WPT)系统中常因负载变化和位置偏移导致输出功率波动。为此,本文提出一种新型控制策略,可在负载及耦合系数大幅变化时实现恒定功率(CP)输出。该系统采用双LCC(DLCC)补偿拓扑,副边补偿电感与半主动整流器(SAR)及开关控制电容(SCC)串联。通过提出的参数协同调节策略,调节副边等效负载阻抗,使系统始终工作于谐振状态并实现恒功率输出。所提控制方法还可确保所有开关器件实现零电压开关(ZVS),显著降低开关损耗,提升系统整体效率。实验样机结果表明,在负载与耦合系数变化超过50%时,输...
解读: 该LCC-LCC补偿WPT恒功率控制技术对阳光电源新能源汽车充电产品线具有重要应用价值。文中提出的副边半主动整流器(SAR)与开关控制电容(SCC)协同调节策略,可直接应用于无线充电桩产品开发,解决车辆停放偏移导致的耦合系数变化(±50%)及不同车型电池负载差异带来的功率波动问题。所提ZVS软开关技...