无线电能传输系统用屏蔽层结构的研究

无线电能传输系统中的松耦合变压器在工作过程中,由于电磁干扰降低了系统接收电路和发射电路的可靠性,并对周围的生命体安全造成一定的影响。为此基于1kW无线电能传输系统优化设计了四种松耦合变压器用屏蔽层结构和尺寸,利用有限元仿真软件分别对比分析了发射线圈下方10mm处水平位置和线圈外150mm处竖直位置的屏蔽效果,在保证发射电路可靠性及生命体安全的前提下,从圆盘型、圆环型及扇型屏蔽层中,优化出带边沿扇型的屏蔽层;以圆环形屏蔽层为例,分析了内、外沿延伸距离对屏蔽效果的影响,并优化出向内、向外延伸的最佳距离,优化设计了扇型屏蔽层的填充比。最后搭建了系统实验平台,对部分屏蔽层进行了实验验证。     

电动汽车无线充电磁耦合器屏蔽层的优化设计

针对电动汽车车载无线充电磁耦合器体积和重量大、铁氧体易碎裂的问题,提出了一种由铁氧体磁片、纳米晶带材及铝箔构成的复合屏蔽层磁耦合器。通过Maxwell分别对铁氧体和四种纳米晶磁芯的性能进行分析和比较,在机器学习得出磁耦合器最优磁芯结构的基础上,优化设计了复合屏蔽层结构及各部分材料构成比例,与传统铁氧体磁片和铝板构成的磁耦合器相比,所提出的复合屏蔽层磁耦合器在减小了体积和重量的同时,互感和耦合系数分别提高了8.2%和0.7%,成本减小了47%。最后搭建了传输距离为12 cm的实验平台进行了验证。     

直流与间歇高频谐振脉冲叠加式铅酸蓄电池修复仪

为了修复因硫化而报废的铅酸蓄电池,设计了一台输出直流电压与间歇高频谐振电压脉冲叠加式铅酸蓄电池修复仪。给出了修复仪的系统电路结构,介绍了其工作原理;详述了间歇式高频脉冲修复电路的原理,列写了修复电路的状态方程并进行了分析;设计了以PIC16F887单片机为核心的控制系统,介绍了控制器的特点;设计了以线性光耦HCNR201为核心的电压检测电路和电流检测电路及其PWM驱动电路;针对不同体积的硫酸铅晶体所需的能量不同,提出了一种变占空比的控制策略。实验结果表明,所设计的铅酸蓄电池修复仪能够较好地修复因硫化而报废的铅酸蓄电池,满足设计要求。     

单管逆变ICPT系统两种补偿网络的对比研究

针对无尾果蔬机在使用过程中电机负载不断剧烈变化容易造成单管感应耦合电能传输ICPT(inductively coupled power transfer)系统中开关管和副边整流管损坏等问题,系统研究了单管逆变ICPT系统拓扑及其并联-并联PP(parallel-parallel)和并联-串联PS(parallel-series)补偿网络电路特性。通过建立数学模型,分别分析了PP和PS补偿网络各个参数间的关系,给出了其对应的电压增益和输出电压特性曲线;并用电路仿真软件分别对PP、PS系统在负载动态切换时的开关管耐压与输出电压波形进行了仿真。分别搭建了PP和PS补偿下额定输出功率为1 kW的单管逆变ICPT系统样机,对理论分析和仿真结果进行了实验验证。