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基于移相控制策略的双负载MCR-WPT系统CV/CC充电模式与功率分配研究
Research on CV/CC Charging Modes Along with Power Distribution in a Dual-Load MCR-WPT System Based on Phase-Shift Control Strategy
Xu Liu · Shengli Bian · Anmin Ma · Cancan Rong 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
随着经济发展，自动导引车（AGV）在工业生产中日益重要，其充电方式是实现智能自动化的重要环节。无线电力传输（WPT）技术为此提供了有效解决方案。针对实际应用，单发射多接收WPT系统更具成本优势，但接收线圈间的互耦影响显著，且不同负载对恒流或恒压充电及功率分配需求各异。本文提出一种基于移相控制的单发射双接收WPT系统控制方法，仅通过调节逆变器移相角即可实现多种充电模式与预期功率分配。实验结果验证了该方法的有效性与精确性，在存在偏移的情况下仍可实现最高93.59%的DC-DC效率。
解读: 该双负载MCR-WPT系统的移相控制策略对阳光电源充电桩产品线具有重要应用价值。研究中的CV/CC充电模式切换与功率分配技术可直接应用于多车位无线充电场景，通过单发射多接收架构降低系统成本。移相控制实现的动态功率分配能力可优化阳光电源充电桩的多端口充电管理，特别是在AGV、叉车等工业场景。93.59...
可重构动力系统集成IPT接收器用于无人机系统无线充电的设计与优化
Design and Optimization of a Reconfigurable Powertrain-Integrated IPT Receiver for UAS Wireless Charging
Muhammad Abdelraziq · Zeljko Pantic · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
无人机系统的无线充电可通过实现完全自主和可互操作的充电来延长飞行时间。然而这需要将接收线圈和相关电力电子集成到无人机中，增加成本和重量。本文通过提出一种集成无线充电器来应对该挑战，该充电器重新利用混合垂直起降固定翼无人机的现有动力系统组件（如驱动逆变器和电机）作为无线接收器。综述了可行拓扑和重构方法。分析了充电期间的电机性能，开发了优化框架以识别逆变器和电机的最优运行条件，两者在充电模式下都易受高频损耗影响。此外所提动力系统集成接收器可直接在无人机上控制电池充电，消除了发射器侧充电控制和通信需求...
解读: 该无人机动力系统集成IPT研究对阳光电源无线充电技术创新有重要参考价值。重新利用驱动逆变器和电机作为无线接收器降低成本和重量的设计思路可借鉴用于阳光新能源汽车OBC无线充电系统，探索动力总成与充电系统的深度集成。3.71W/g功率密度和88.5%-90%效率在45mm充电距离下的性能指标为阳光电源拓...
采用DDQ嵌套线圈的单输入双输出无线功率与信息传输系统用于电机驱动
A Single-Input Dual-Output Wireless Power and Information Transfer System Using DDQ Nested Coils for Motor Drives
Xuxing Duan · Guangyu Yan · Jinliang Huang · Jie Qiu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种新型无线功率与信息传输（WPIT）系统，可直接驱动无刷直流电机，解决恶劣环境下供电不安全和通信失效的问题。通过DDQ嵌套线圈和双通道电路拓扑，该系统利用单一逆变器在基波和三次谐波通道同时传输高、低功率，分别驱动电机及电机控制器，并在三次谐波通道中同步传输控制信息，无需额外通信装置。实验搭建了192W样机，实现副边电机供电及12V恒压输出。系统信息传输速率达166kbps，DC-DC效率达90%，仿真与实测结果验证了方案的有效性。
解读: 该DDQ嵌套线圈无线功率与信息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。其单逆变器双通道传输架构可借鉴至车载OBC充电机设计，通过基波和谐波通道同时实现主功率传输与辅助电源供电，简化电路拓扑。无线功率信息同步传输方案可应用于充电桩产品，解决恶劣环境下接触式充电的安全隐患，特别适合矿山、港口...
多兆赫多千瓦碳化硅全桥逆变器零电压开通挑战及面向高功率电容式电力传输系统的设计
Challenges in Zero-Voltage-Switched-On Multi-MHz Multi-kW SiC Full-Bridge Inverter and Oriented Design for High-Power Capacitive Power Transfer System
Yao Wang · Shuyan Zhao · Fei Lu · Hua Zhang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
本文研究了用于激励高功率电容式电力传输（CPT）系统的多兆赫多千瓦碳化硅（SiC）全桥逆变器设计与实现中的关键挑战。首先揭示了在多兆赫高功率条件下，因MOSFET硬关断电流过大导致的漏源电流与电压振荡问题，成为限制开关频率提升的主要瓶颈。其次，提出了一套涵盖器件选型、栅极驱动设计、零电压开关（ZVS）实现及布局优化的高频逆变器设计方法，并基于UCC5390、IXRFD631和UCC27531D三种驱动芯片与C3M0060065K SiC MOSFET实现了三款逆变器样机，工作频率覆盖1 MHz（...
解读: 该多MHz SiC全桥逆变器的ZVS设计技术对阳光电源具有重要应用价值。首先，文中揭示的MOSFET硬关断电流振荡问题及其抑制方法，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频化设计，通过提升开关频率至MHz级别，显著减小磁性元件体积，提高功率密度。其次，基于UCC5390等驱动芯片的栅...
用于工业应用的并联差分Class E逆变器9 kW、3.47 MHz无线电力传输系统
A 9 kW, 3.47 MHz Wireless Power Transfer System With a Parallel Differential Class E Inverter for Industrial Applications
Ioannis Nikiforidis · Konstantinos Bampouras · Prateek Wagle · David C. Yates 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
在低千瓦功率范围内，无线电力传输（WPT）在工业场景中具有广泛应用，如为机械供电和自动导引车（AGV）充电。高频感应式电力传输（HF-IPT）结合轻量化紧凑线圈与高效谐振变换器，实现高功率密度。然而，采用传统半桥或多谐振Class E类拓扑及宽禁带（WBG）器件，在数MHz频率下实现千瓦级输出仍具挑战。本文提出一种9 kW、3.47 MHz的直流至三相无线电力传输系统，可在12 cm气隙下稳定提供50 Hz、400 V工频电源，适用于无法直接插电的工业设备。系统在整个负载范围内运行稳定，输出电压...
解读: 该9kW高频无线电力传输技术对阳光电源工商业储能及充电业务具有重要参考价值。其并联差分Class E逆变器在3.47MHz高频下实现95% dc-dc效率和4.8W/cm³功率密度，可借鉴应用于：1）ST系列储能变流器的SiC器件高频化设计，提升功率密度；2）AGV充电场景的无线充电方案开发，解决工...
用于住宅电力管理的光伏-电网集成系统
A Photovoltaic-Grid Integrated System for the Residential Power Management
Ande Bala Naga Lingaiah · Narsa Reddy Tummuru · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年9月
本文提出一种用于住宅管理中电动汽车充电的光伏-电网集成系统，结合感应式电能传输技术。采用BBIHB结构将光伏源与前端变换器直流母线集成，同时实现最大功率追踪与电能传输。通过光伏与变换器直流链路的串联连接，提升感应传输系统的直流母线电压，增强传输能力。前端变换器支持电网与系统间的双向功率流动，平衡功率缺额或盈余。文中建立了系统模型并设计了控制策略，具备固有升压、控制简单及无需独立光伏变换器等优点。实验平台在4kW输出下验证了系统性能，DC-DC效率达94%。
解读: 该光伏-电网集成系统对阳光电源户用光储充产品线具有重要参考价值。文中提出的BBIHB拓扑将光伏MPPT与DC-DC变换集成，可优化SG系列户用逆变器的前端架构，减少独立光伏变换器级数，提升系统效率至94%。双向功率流控制策略可直接应用于ST系列储能变流器，实现光伏-电网-负载的灵活调度。感应式电能传...
无铁氧体磁耦合器的设计与分析：面向电动汽车应用的动态性能优化
Design and Analysis of Ferrite Less Magnetic Coupler With Improved Dynamic Performance Characteristics for EV Applications
Hassan Khalid · Saad Mekhilef · Marizan Mubin · Mehdi Seyedmahmoudian 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
动态无线充电（DWC）技术有望在行驶中为电动汽车（EV）充电，从而减小电池容量与成本。然而，动态无线功率传输（DWPT）系统仍需优化以实现商业化应用。本文提出一种单侧磁场生成型磁耦合器，具有优化的性能参数。相比传统结构，该耦合器具备更高的耦合系数与互感，且自感显著降低。在三对称发射端DWPT系统中测试时，其与邻近发射端互感小，并能自然脱离第三发射端，简化多发射端解耦控制。接收端输出电压脉动仅1.3%，且I-V特性无零力区，支持360°旋转容错。为验证方案可行性，设计了工作于85 kHz、200 ...
解读: 该无铁氧体磁耦合器技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。研究提出的单侧磁场生成结构实现93% DC-DC效率和200mm大气隙传输，可直接应用于充电桩产品的无线充电方案开发。其1.3%低电压脉动特性与LCC-S补偿拓扑可借鉴至车载OBC充电机设计，提升充电稳定性。多发射端自然解耦控制策略对...
3.5kW 94.2%效率无无功环流的电容式电能传输
3.5-kW 94.2% DC–DC Efficiency Capacitive Power Transfer With Zero Reactive Power Circulating
Yao Wang · Hua Zhang · Fei Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
针对传统电容式电能传输（CPT）电路中存在的无功环流问题，该文提出了一种新型拓扑。该方案有效消除了初级侧到次级侧的无功功率循环，降低了损耗，提升了功率传输能力，并抑制了电场辐射，为高效率、高功率密度的电能传输提供了新思路。
解读: 该技术属于非接触式电能传输领域，虽然阳光电源目前的核心产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）主要基于导线连接，但电容式传输技术在未来高功率密度、高可靠性及特殊应用场景（如电动汽车无线充电、模块化储能内部互联）中具有潜在价值。建议研发团队关注该拓扑在减少无功损耗和提升功率密度方面的设计方...
基于参数设计方法的电容式电能传输系统效率优化
Efficiency Optimization Based Parameter Design Method for the Capacitive Power Transfer System
Yu Wu · Qianhong Chen · Xiaoyong Ren · Zhiliang Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文提出了一种旨在提升电容式电能传输（CPT）系统DC-DC效率的参数设计方法。通过类比电感式电能传输（IPT）系统，利用T型模型分析电容耦合器，直观地揭示了二次侧的阻抗反射特性，为优化系统参数提供了理论依据。
解读: 电容式电能传输（CPT）技术作为一种非接触式能量传输方案，在电动汽车无线充电领域具有潜在应用前景。虽然阳光电源目前主营业务集中在有线充电桩，但该研究中关于T型模型分析及阻抗匹配的参数优化方法，对提升高频DC-DC变换器的功率密度和转换效率具有参考价值。建议研发团队关注该技术在未来高功率密度充电模块及...