华南理工大学科研团队提出一种新型感应式耦合电能传输系统
在无线电能传输系统里，一旦松耦合变压器的参数固定，并且补偿电路的参数也固定之后，感应式耦合电能传输（Inductive Coupled Power Transfer, ICPT）变换器固有的电流源输出特性不可调，其电压源输出特性同样不可调，所以输出电压范围受限，而且输出电流范围也受限，在实际应用层面仍旧存在很大局限性。
2022年第24期《电工技术学报》上，有华南理工大学智能工程学院的黄智聪、邹博维、黄振威撰文，他们提出并探讨了一种单变换器功率源型ICPT系统的构造和控制方法kaiyun全站网页版登录，功率源型的ICPT系统相比于电流源或电压源型的ICPT系统，能够实现更宽的输出范围，还能兼容适配不同规格电池模组或超级电容充电。
华南理工大学
感应式耦合电能传输是一种新兴技术，这种技术无需任何物理接触，就能无线传输电能，它通过一个松散耦合的磁感应链接开yun体育app官网网页登录入口，把电能从系统一侧传输到另一侧，因为负载端和供电端不存在直接的电气接触，不存在裸露的金属接插件，所以消除了火花和电击风险，且不受恶劣天气的影响，更加安全可靠 。所以，它有着诸多潜在应用领域，涵盖了消费电子，包含医疗电子，还有水下充电以及电动汽车等 。
目前，对于IPCT变换器输出特性展开研究，国内外诸多学者从补偿电路设计着手起步以恒定或者近乎恒定的电压增益跨导跨阻及电流增益当成目标，让ICPT变换器有着电流源或者电压源输出特性，不会被负载的变化所影响，然而，一旦松耦合变压器和补偿电路的参数被固定之后kaiyun全站登录网页入口，ICPT变换器本来就有的电流源和电压输出来源的特性 是不可以做调整的。
因具备恒流输出特性 ，或具备恒压输出特性的ICPT ，其允许的最大输出电压 ，或是允许的最大输出电流 ，受限于额定功率 ，分别如 图1a的阴影区域及图1b的阴影区域所示 ，考虑到负载变化 ，则需要额外的前端变换器 ，或者需要额外的后端变换器 ，以调节输出功率 ，但是额外的DC - DC变换器 ，会导致损耗加大 ，会导致体积增大 ，会导致成本增加 ，而采用硬开关调制的有源整流桥 ，也不利于提高效率 ，要是把ICPT变换器设计成功率源型系统 ，并采用恒功率充电 ，就能一直维持最大功率充电 ，如图1c所示 。
图1 ICPT变换器的V-I输出特性曲线示意
针对ICPT系统里，恒流输出特性下输出受限于额定功率的情形，针对ICPT系统中，恒压输出特性下输出受限于额定固定功率的状况而言，华南理工大学智能工程学院的黄智聪，华南理工大学智能工程学院的邹博维华东理工大学智能工程学院的黄振威，于2022年第24期时，在《电工技术学报》报刊之上撰写文章，提出了一种单变换器功率源型ICPT系统的构造方式，探讨了一种单变换器功率源型ICPT系统的控制方法。相较于电流源型的ICPT系统，功率源型的ICUT系统能够达成更宽广的输出范围，功率源型的ICPT系统能够兼容适配不同规格的电池模组，功率源型的ICPT系统能够兼容适配不同电池规格的超级电容充电，相比于电压源型的ICPT系统，功率源型的ICPT系统能够实现更宽的输出范围，功率源型的ICPT系统能够兼容适配不同规格电池模组或超级电容充电。
介绍采用LCC补偿半控整流桥和一个开关可控电容的可编程恒功率无线传能系统在集成电路系统中一次侧身电路侧数学建模，详尽分析工作原理推导输出特性的研究主要工作人员首先介绍主电路拓扑结构，该图如图具体所示，由二次侧串有开关可控电容和半控整流桥的ICBC系统组成，通过对其进行数学方面详细建模，详尽从而分析工作原理，推导出所提电路输出特性。 。
其次，研究人员提出了一种操作方法，此方法为二次侧协同控制，通过控制开关可控电容的控制角，以及半控整流桥的导通角，在负载发生变化之际，配置二次侧等效负载阻抗，以此实现可编程恒功率输出。该控制方案基于固定工作频率，且进行二次侧实时调节，无需于无线反馈通信。此外，该单变换器级ICPT系统的开关器件始终处于软开关模式进行工作，使得开关损耗得以减少。
最后，研究人员针对所提的单变换器级功率源型ICPT系统，展开了仿真分析，还进行了实验验证，以此来证明其具备可行性。
图2 可编程恒功率无线传能系统的原理
研究人员通过仿真及实验结果表明：
与恒流输出的ICPT系统相比，与恒压输出的ICPT系统相比，该系统具有可编程式的恒功率输出特性，此特性提高了系统的兼容性，这种兼容性能够使系统兼容适配不同规格电池模组，这种兼容性能够使系统兼容适配超级电容充电。
所提的一种操作方法，是二次侧协同控制的，通过控制开关可控电容的控制角，通过控制半控整流桥的导通角，具有与负载传输特性无关的优点，具有系统零相角特性工作的优点，且该控制方案基于固定工作频率，该控制方案基于二次侧实时调节，无需无线反馈通信；
（3）该单变换器级的ICPT系统，其开关器件一直处于软开关模式下工作，减低了开关损耗，对系统效率予以了优化；
3）如此一来有利于促使设计成本降低，以及使得效率提高。
团队介绍
黄智聪博士
2022年第24期《电工技术学报》编有本文，论文标题是“基于开关可控电容和半控整流桥的功率源型感应式耦合电能传输系统”，本课题获国家自然科学基金支持，还获广东省自然科学基金支持，也获广州市基础研究计划支持。
