电动汽车无线充电系统阻抗补偿方法研究

在电动汽车无线充电系统工作过程中,锂离子电池负载参数会随着电池荷电状态(SOC)的改变不断变化,从而导致系统频率处于失谐状态.其主要原因在于系统的输入阻抗发生了改变,偏离了谐振点使系统的传输效率降低.针对这一问题,提出了一种基于负载实时变化的阻抗跟踪补偿方法,用矩阵电容代替接收端谐振电容的大小,以补偿负载阻抗的虚部;采用DC-DC型阻抗匹配电路,以补偿负载阻抗的实部.以锂电池负载为研究对象,分析了SS型谐振网络参数与传输效率的关系,推导了系统最大效率传输的条件,使用Matlab/Simulink软件进行仿真.仿真结果表明,使用该阻抗补偿方法,系统传输效率约为82.55％;相较于无阻抗匹配电路的无线充电系统,传输效率约提高3.25％,验证了该方案的可行性.     

基于改进粒子群算法的无线电能传输高频阻抗数值研究

为提升磁谐振式无线电能传输系统传输精度和传输效率,需研究磁谐振式无线电能传输过程高频阻抗特性。依据最大功率传输原则,获取阻抗匹配适应值函数,通过适应值函数,得到匹配高频阻抗实部和虚部,从电容值实时调整的角度出发,更新粒子速度和位置,混沌局部搜索最优粒子;采用惩罚函数处理越界粒子,依照最终获取的最优粒子调整无线电能传输系统中电容数值,使调整后无线电能传输系统高频阻抗和适应度函数获取高频阻抗数值一致,实现对无线电能传输系统中高频阻抗匹配。实验分析发现,采用该方法匹配高频阻抗后无线电能传输精度最高可达96.59%。     

无线电能传输最优效率下的阻抗匹配方法研究

针对强磁耦合谐振无线电能传输系统提出了一种改进型的负载阻抗匹配拓扑。为了提高整个系统的电能传输效率,在次级线圈后增加一个匹配馈电线圈形成新的阻抗变换结构,使负载阻抗达到最佳匹配条件。匹配馈电线圈通过对本身固有参数的调节来匹配不同的负载.让负载达到最佳匹配条件以实现系统传输效率的最大化。实验结果证明,通过这种方法对不同负载进行匹配实验,均可使系统传输效率接近理论最优值。     

无线电能传输系统中影响传输功率和效率的因素分析

射频功放模块是无线电能传输系统的重要组成部分,它的输出功率的大小直接决定了无线电能传输系统的传输功率。阻抗匹配是射频功放模块功率有效输出的必要条件,因此阻抗匹配对无线电能传输意义重大。本文理论分析了无线电能传输系统的等效阻抗以及影响阻抗值的因素。并针对无线电能传输系统阻抗特性提出了五种不同的调节阻抗的方法,并分析了其对无线电能传输系统的传输功率和效率的影响。最后进一步通过实验证实了所提参数对系统功率和效率的影响,为提高无线电能传输功率和效率提供了参考和借鉴。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统阻抗分析与匹配电路设计方法

针对无线电能传输系统中阻抗失配引起的效率低和烧毁射频功放等问题,综合考虑耦合因数、电源和线圈内阻,利用互感耦合理论对四线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输系统中射频功放的负载阻抗进行等效分析;并针对通过改变系统互感系数来调整阻抗难以达到理想效果的缺陷,提出和设计阻抗匹配电路方法来调整阻抗。根据阻抗特性设计了π型结构的阻抗匹配电路,给出了系统器件参数的计算方法和结果。最后设计了基于磁耦合谐振技术的无线电能传输装置,并进行了阻抗匹配实验,实验结果与理论分析具有较好的一致性,证明了理论分析的正确性。也为进一步研究自适应阻抗匹配,提高无线电能传输功率和效率提供了有益的参考。     

微波自动阻抗匹配系统的研究

匹配问题是微波系统中的一个重要环节.传统微波阻抗匹配技术很难对动态负载做到实时、快速、稳定的匹配,限制了微波系统在很多领域的应用.本文构建了一个能为大功率微波系统的动态负载提供匹配的自动阻抗匹配系统.此系统可以为负载尤其是动态负载提供快速、稳定、可重复的匹配,自动将反射系数稳定在工程理想值,从而实现微波功率的最佳传输.在构建了自动阻抗匹配系统的基础上,本文提出了一种快速匹配方法.通过仿真将销钉插入位置的深度与端口面上的等效阻抗联系起来,使得不同销钉插入深度值与端口阻抗值形成对应关系.在微波系统中,利用该对应关系可以快速实现阻抗匹配.     

一种中压电力线通信阻抗匹配电路设计

中压电力线信道特性复杂,其中阻抗失配会对通信质量产生重要的影响。分析了电容型相地耦合装置中耦合电容器和耦合变量器非理想参数引起的插入损耗。建立了匹配电路的模型,采用转移功率增益描述阻抗匹配的效果。以经典无源带通滤波器的结构为基础,保留耦合装置中非理想元件,基于非线性优化算法调整匹配网络的元件值,使得在50~500 kHz范围转移功率增益的平均值达到最大。相关算例表明,该方法有效提高了整个频带的转移功率增益,达到了较好的匹配效果。所设计匹配电路结构简单,易于实现。     

无线电能传输系统中有源阻抗匹配网络断续电流模式最大效率跟踪研究

针对无线电能传输系统(WPT)中传输效率对耦合系数、负载变化敏感的特点,该文提出一种基于断续电流模式(DCM)有源阻抗匹配网络的最大效率跟踪方法。首先,分析不同DCDC变换器输入阻抗表达式,证明了DCM模式Buck-Boost变换电路阻抗匹配的优越性。其次,给出了一种基于耦合系数辨识的最大效率跟踪控制策略,无需负载实时监测及进一步跟踪控制,即可在较大负载变化范围内使系统传输效率实现最大化并保持稳定;耦合系数变化时,系统也可根据发射接收侧电压电流信息实时辨识耦合系数并通过接收侧变换器占空比调节实现自适应最大效率跟踪。最后,利用实验验证了该方法的可行性和有效性,并且在动态响应、提高传输效率等方面有明显优势。     

新型Cuk电路及其在光伏系统中的应用

虽然Cuk变换器传输效率较高,但因其高频化所产生的开关损耗和电磁干扰(Electromagnetic Interference.简称EMI)等问题不容忽视.在对隔离式Cuk电路进行理论分析的基础上,构建了带零电压开通软开关隔离式Cuk电路的硬件电路.研究了在不同占空比、开关频率和负载条件下该电路的传输效率,并根据光伏电池的特性将该电路应用于光伏发电的最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)系统.实验结果证明了软开关在提高Cuk电路传输效率方面的作用及其在光伏系统应用中的优势.     

基于改进Elman网络的光伏电池最大功率跟踪

通过对光伏电源系统的特性及最大功率点跟踪原理的深入分析,提出了一种用OIF-Elman网络算法来实现太阳能电池最大功率点跟踪的控制方法。该方法将太阳能电池和Cuk斩波电路作为一个整体,直接根据检测到的电路中电压、电流的变化,通过神经网络算法来控制Cuk电路的占空比,从而实现最大功率点的跟踪,并且OIF-Elman网络不仅计入了隐层节点的反馈,还考虑输出层节点的反馈,提高了网络泛化能力和预测精度。实验结果表明,该系统在日照强度、环境温度变化时仍能够快速、准确地跟踪到太阳能电池的最大功率点,并具有较好的稳定性。