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接收回路DC/DC电路控制系统输出电压

发布时间:2020/10/31 12:07:33 访问次数:964

无线电能传输技术主要应用于电动汽车、植入式医疗设备和消费电子设备。提高无线电能传输系统的效率是非常必要的,无线电能传输的负载多为电池或者电机负载,因此通常希望系统输出电压或电流保持恒定。

为了尽可能提高无线电能传输系统的效率,人们提出了多种技术方案。例如可以根据效率的函数表达式,在接收回路进行最大效率工作点的阻抗匹配。在发射回路和接收回路分别放置DC/DC电路,通过改变接收回路DC/DC进行阻抗匹配以提高系统效率,同时控制发射回路DC/DC电路保持输出电压恒定,但该方法需要无线通信,增加了系统的复杂度。

利用接收回路DC/DC电路控制系统输出电压,同时通过等步长调节发射回路DC/DC电路输出电压搜索最小输入电流点可实现系统最大效率,然而该方法虽然去除了无线通信环节,但调节缓慢。

制造商:Analog Devices Inc.产品种类:精密放大器RoHS: 系列:通道数量:2 ChannelGBP-增益带宽产品:4 MHzSR - 转换速率 :20 V/usCMRR - 共模抑制比:88 dB每个通道的输出电流:25 mAIb - 输入偏流:100 pAVos - 输入偏置电压 :0.2 mVen - 输入电压噪声密度:45 nV/sqrt Hz电源电压-最大:18 V电源电压-最小:4.5 V工作电源电流:5 mA最小工作温度:- 55 C最大工作温度:+ 125 C关闭:No Shutdown安装风格:SMD/SMT封装 / 箱体:SOIC-8封装:Tube高度:1.5 mm (Max)长度:5 mm (Max)产品:Precision Amplifiers类型:General Purpose Amplifier宽度:4 mm (Max)商标:Analog Devices输入电压范围—最大:14.5 V双重电源电压:+/- 15 V最大双重电源电压:+/- 18 V最小双重电源电压:+/- 4.5 V工作电源电压:4.5 V to 18 V产品类型:Precision AmplifiersPSRR - 电源抑制比:95 dB98子类别:Amplifier ICs电压增益 dB:112.04 dB单位重量:540 mg

负载变化和线圈相对位置变化引起的互感变化,此时系统为了满足最大效率和恒压输出,Boost电路占空比d1与半控整流电路占空比d2会发生相应变化。图6为上述实验条件不变的情况下,仅改变系统负载功率时d1和d2的理论值与实验值的对比。

由于互感M及线圈内阻等参数是固定的,因此d1的理论值为恒定值,而负载功率变大时,需要无线传输更多的电能,因此d2变小,实验值与理论值基本符合。改变互感M时的d1和d2理论值与实验值的对比图。d1对互感变化不敏感,因此d1基本保持恒定,而由于互感增大,最大效率时的接收功率减小,为了传输更多的电能,因此d2变小,实验值与理论值基本相符合。


(素材来源:chinaaet和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)


无线电能传输技术主要应用于电动汽车、植入式医疗设备和消费电子设备。提高无线电能传输系统的效率是非常必要的,无线电能传输的负载多为电池或者电机负载,因此通常希望系统输出电压或电流保持恒定。

为了尽可能提高无线电能传输系统的效率,人们提出了多种技术方案。例如可以根据效率的函数表达式,在接收回路进行最大效率工作点的阻抗匹配。在发射回路和接收回路分别放置DC/DC电路,通过改变接收回路DC/DC进行阻抗匹配以提高系统效率,同时控制发射回路DC/DC电路保持输出电压恒定,但该方法需要无线通信,增加了系统的复杂度。

利用接收回路DC/DC电路控制系统输出电压,同时通过等步长调节发射回路DC/DC电路输出电压搜索最小输入电流点可实现系统最大效率,然而该方法虽然去除了无线通信环节,但调节缓慢。

制造商:Analog Devices Inc.产品种类:精密放大器RoHS: 系列:通道数量:2 ChannelGBP-增益带宽产品:4 MHzSR - 转换速率 :20 V/usCMRR - 共模抑制比:88 dB每个通道的输出电流:25 mAIb - 输入偏流:100 pAVos - 输入偏置电压 :0.2 mVen - 输入电压噪声密度:45 nV/sqrt Hz电源电压-最大:18 V电源电压-最小:4.5 V工作电源电流:5 mA最小工作温度:- 55 C最大工作温度:+ 125 C关闭:No Shutdown安装风格:SMD/SMT封装 / 箱体:SOIC-8封装:Tube高度:1.5 mm (Max)长度:5 mm (Max)产品:Precision Amplifiers类型:General Purpose Amplifier宽度:4 mm (Max)商标:Analog Devices输入电压范围—最大:14.5 V双重电源电压:+/- 15 V最大双重电源电压:+/- 18 V最小双重电源电压:+/- 4.5 V工作电源电压:4.5 V to 18 V产品类型:Precision AmplifiersPSRR - 电源抑制比:95 dB98子类别:Amplifier ICs电压增益 dB:112.04 dB单位重量:540 mg

负载变化和线圈相对位置变化引起的互感变化,此时系统为了满足最大效率和恒压输出,Boost电路占空比d1与半控整流电路占空比d2会发生相应变化。图6为上述实验条件不变的情况下,仅改变系统负载功率时d1和d2的理论值与实验值的对比。

由于互感M及线圈内阻等参数是固定的,因此d1的理论值为恒定值,而负载功率变大时,需要无线传输更多的电能,因此d2变小,实验值与理论值基本符合。改变互感M时的d1和d2理论值与实验值的对比图。d1对互感变化不敏感,因此d1基本保持恒定,而由于互感增大,最大效率时的接收功率减小,为了传输更多的电能,因此d2变小,实验值与理论值基本相符合。


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