感应耦合电能传输系统最优ZVS控制策略研究.pdf

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1、第49卷第1O期电力电子技术V01．49．No．102015年10月PawerEh~etronicsOctober2Ol5感应耦合电能传输系统最优ZVS控制策略研究马凯雄，马殿光，钟帅，唐厚君(上海交通大学，电气工程系，上海20024~,)摘要：以电压源型感应耦合电能传输(ICPT)系统为分析对象，讨论功率流控制的最佳零电压开关(ZVS)调制策略。引入全桥谐振逆变器的广义调制控制方法，分析功率器件ZVS软开关的相角裕度与开关频率和控制角度之间的关系，提出一种最优ZVS控制策略，并与当前广泛使用的移相控制策略和不对称PWM控制策略进行对比。分析结果表明，最优ZVS控制方法具有相对最大的ZV

2、S软开关相角裕度，间接说明了该方式下开关管的开关损耗最小，能够获得较高的传输效率。系统实验结果验证了理论分析和控制方法的正确性和有效性。关键词：无线电能传输；感应耦合；功率流中图分类号：TM72文献标识码：A文章编号：looo-toox(2015)10--0004—03StudyofOptimalZVSControlStratelyinInductiveCou#~PowerTransmissionSystemMAKai·xiong，MADian-guang，ZHONGShuai，TANGHou-jun(锄JiaoUniversity，Shanghai200240，China)Abstra

3、ct：Takingvoltagesourceinductivecoupledpowertransfer(ICPT)systemasallobject，thisarticleistodiscussoptimalzerovoltageswitching(zvs)modulationstrategyinpowerflowcontro1．Generalizedmodulationcontrolmethodoffull—bridgeresonantinverterisintroduced．ByanalyzingtherelationshipbetweenphasemarsinofZVSsoftsw

4、itchofpowerdevicesandswitching~equencyandcontrolansh，anoptimalZVScontrolstrategyisproposed，whichiscomparedwithphaseshiftcontrolstrategyandasymmetricPWMcontrolstrategy．TheresultsshowtllatoptimalZYScon~olmethodshasthelargestZVSsoftswitchingphasemarginrelatively．whichindirectlyillustratesthatworking

5、inthiSway，thepowerdeviceshavetheminimumswitchinglossandwillachievehighertransmissioneficiency．AnICPTsystemisbuiltandtheexperimentalresultsareconsistentwiththeoreticalanalysis．Keywords：wirelesspowertransmission；inductivecoupled；powerflowFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundation

6、ofChina(No．51277120)1引言输效率的作用[7]。并提出基于锁相环的自适应谐振控制策略嗍；文献【9】分析并设计了工作于ZVS模无线电能传输技术，又称非接触电能传输技式【l0]下的ICPT闭环系统。术，采用松耦合方式实现无接触的电能传输。其研在此针对电压源ICPT系统。在确保实现ZVS究具有重要的科学意义和实用价值，可带来显著软开关前提下．研究系统功率流控制策略。在不改的经济和社会效益，同时开拓电动汽车【n、生物医变谐振功率逆变器拓扑结构的基础上．引入全桥学、特殊行业电工设备馈电、消费类电子【2】等方面谐振逆变器的广义调制控制方法，将该方法与当的应用。带动相关领域的技术进步

7、。前广泛使用的移相控制和不对称控制方法进行对当前．ICPT的研究已取得了大量成果。在系比。验证其在ICPI’系统功率流控制方面的优点。统控制策略方面，文献[3】分析了不对称电压控制策略在串联谐振全桥逆变器中的应用；文献【4]推2全桥谐振逆变器广义调制控制策略导了在最高效率和最大功率制约条件下传输功率电压源ICPT系统的谐振网络初级采用串联的平衡公式is]；文献[6】探讨了谐振状态对提高传补偿，次级采用并联补偿，图1为系统简化电路。基