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无线供电系统S/S补偿的数字化控制(2)

时间:2023-11-18 15:49来源:毕业论文
以上文章中所描述的一切仿佛科幻电影一般,但是,在二十一世纪的今天,随着科技的发展,已经将这如痴人说梦般的设想,变成了现实。这是来自美国无

以上文章中所描述的一切仿佛科幻电影一般,但是,在二十一世纪的今天,随着科技的发展,已经将这如痴人说梦般的设想,变成了现实。这是来自美国无线电力公司的一项跨时代的技术,他们利用插入式线圈所产生的磁场给距离远达2。4米的目标电源供电,这项技术已在丰田公司的电动汽车、英特尔公司的电脑及其他装置上都进行了大量的试验。无线电力公司的首席执行官——阿历克斯·格鲁森说:“在10年之内,房间里可以布设导线,这样所有的电器都可以靠一个中央充电基座供电[2]。”无线输电分的方式为:电磁感应无线输电方式、电磁共振无线输电方式和电磁辐射无线输电方式。电磁感应式输电的方式一般用于低功率、近距离的电能传输;电磁共振式输电一般用于中等功率、中等距离的电能传输;电磁辐射式输电则大多用于大功率、远距离的电能传输[3]。本文主要研究的是电磁感应式无线输电方式。论文网

随着时代的进步,很多便携式电器,类似于笔记本电脑、手机、音乐播放器等,它们都需要使用电池并且需要多次充电。其电源线频繁地插拔,一方面不安全,另一方面也容易磨损。而且很多充电器、电线、插座所使用的标准也并不统一,这样不但造成了浪费,而且对环境也产生了很多不必要的污染。在特殊的工作环境下,例如矿井和石油的开采中,传统的输电方式,存在着很大的安全隐患;在孤立的岛屿或者山头上的基站,难以采用一般架设电线的配电方式。在以上多种情形下,无线输电技术的突破使人觉得越来越重要和迫切,所以它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。然而在无线输电研究领域,我国才处于初级阶段,和欧美那些发达国家相比较有很大的距离[4]。本文的设计第一部分主要先从原理上,通过分析其基波等效电路,从而推导出该电路的完全补偿电路等效,得出一个结论:当变换器工作在一个特殊的频率点,也就是原副边发生完全谐振时,谐振网络的输出电压与负载无关,而后通过推导该电路的电压增益公式,得出频率点的值,并通过Mathcad描绘出来,得出了两个频率点,为了求证应该使用哪一个频率点,又引入了输入阻抗的概念,得出其应该工作的频率点。第二部分介绍了本次设计的主电路及驱动电路,并详细讲解了各电路模块的功能。第三部分则描述了数字化实现的过程,通过介绍其实现的原理,实现的方法,及代码程序,详细地说明了PWM产生的流程。最后针对本次设计的收获与不足,以及后期的任务做出了总结。

2串/串(S/S)补偿非接触谐振变换器的特性分析

2。1基波等效电路

2。1。1电路组成

如图2。1所示,这是非接触谐振变换器的简要电路框图,大致由逆变器、原副边补偿网络、整流滤波电路以及负载组成。

图2。1非接触谐振变换器简要框图

如图2。2所示,这是S/S补偿非接触谐振变换器的电路拓扑图。包括逆变器(未画出)、原副边补偿网络、非接触变压器、整流滤波电路及负载。该电路的工作原理如下所述:输入直流电压rs经原边逆变器,转换为交流电压,该交流电压驱使由原边谐振电容Cp、非接触变压器Tr、副边谐振电容Cs组成的网络发生谐振,产生高频交变磁场,变压器副边便会产生相应的感应电压,谐振电流经整流电路转变为直流电向负载RL供电。其中,副边整流电路由四个整流二极管DR1~DR4构成,非接触变压器原副边的匝比为1:n并且滤波电容为Cf。

图2。2串/串补偿非接触谐振变换器的电路拓扑 无线供电系统S/S补偿的数字化控制(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_198730.html

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