并联谐振型非接触通用供电平台设计与实现
【摘要】：ICPT(Inductively coupled Power Transfer)供电系统作为一种新型的非接触电能传输系统，以非接触的感应耦合方式可以实现各种功率水平的电能传输。
所谓非接触通用供电平台，是指通过一个平板以放置的方式向诸如手提电脑、台灯、手机、CD机、MP3播放器、电子词典等用电器供电的装置。由于供电的非接触特性和放置负载的灵活性，有着广阔的应用前景，但也对供电电源的设计提出了挑战。
本文首先对ICPT系统的拓扑结构及补偿类型进行了综述与讨论，采用数值计算方法对ICPT拓扑结构中添加补偿电容的必要性进行了分析，并根据系统最大功率传输能力的实现条件，给出了一种选择副边补偿电容的方法。
其次，基于ICPT系统的谐振频率随器件老化、温度变化、尤其是负载变化而变化，影响系统功率传输能力的事实，以电流馈送并联谐振型电源电路为对象，采用双闭环控制回路控制非线性可变电感控制频率的方法，并通过巧妙的电路设计，实现了系统频率的稳定控制，理论分析和Pspice行为模型仿真结果验证了本文频率稳定控制方法的可行性。
第三，在对比分析各种传统导轨设计方法的基础上，以在平面上实现均匀磁场场强的多层放置圆形线圈供电导轨为对象，对多层放置圆形线圈供电导轨的原理以及设计要求进行了分析与讨论，给出了平面均匀磁场场强供电导轨的设计指导原则。
第四，通过对简单自维持电源电路交叉反馈电路的设计，采用添加限流单元和推拉门驱动电路的方法，解决了简单自维持电路电源电压受到限制的问题。
最后，以简单自维持电路为核心，单层放置圆形线圈为供电导轨，搭建了一个通用非接触供电平台的实验系统，验证了非接触电能传输技术在通用供电平台设计中的可行性。
【关键词】：感应耦合电能传输 非接触 可变电感 谐振 频率控制 【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TM72
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.143258
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-12
- 第一章 绪论12-21
- 1.1 引言12-13
- 1.2 ICPT供电系统简介13-15
- 1.3 ICPT技术研究进展及应用前景15-17
- 1.4 ICPT技术所面临的挑战17-19
- 1.5 论文研究的主要内容19
- 1.6 论文的章节安排19-21
- 第二章 ICPT系统的拓扑结构与补偿类型21-38
- 2.1 引言21
- 2.2 ICPT供电系统的拓扑结构21-24
- 2.3 系统建模及补偿类型24-33
- 2.4 最大传输功率实现方法33-36
- 2.5 小结36-38
- 第三章 并联谐振型非接触供电平台的频率控制与设计实现38-48
- 3.1 引言38-39
- 3.2 非接触通用供电平台电源电路的拓扑结构39-40
- 3.3 频率控制环路分析与设计40-45
- 3.4 供电平台的仿真验证45-47
- 3.5 小结47-48
- 第四章 非接触供电平台导轨设计概述48-60
- 4.1 引言48-49
- 4.2 导轨绕组的基本类型49-51
- 4.3 多层迭放排列圆形线圈51-59
- 4.4 小结59-60
- 第五章 高电压电路设计与实验60-71
- 5.1 引言60
- 5.2 高电压电路设计60-66
- 5.3 实验66-70
- 5.4 小结70-71
- 第六章 结论与展望71-73
- 致谢73-74
- 参考文献74-80
- 附录: 攻读硕士学位期间发表论文80
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