可抗负载敏感性的大功率D/E类逆变器设计

逆变器作为无线电能传输系统的发射前端,关系到整个系统性能的优劣。但是,常见全半桥逆变器在高频下开关损耗大、控制复杂,而高频化的E类逆变拓扑又存在着对负载变化敏感等缺点。此处结合半桥与E类逆变拓扑技术,提出一种基于D/E类逆变拓扑结构以实现500 kHz下大功率无线电能传输。该拓扑结构不仅继承了半桥逆变器MOSFET电压应力低,可实现大功率逆变的优点,还具备E类逆变拓扑的高效性,并且有效降低了逆变器对阻抗的变化敏感程度。在线圈距离微变化扰动情况下,发射端逆变器可以保持在零电压开启(ZVS)状态,实现了高效率输出。实验结果验证了D/E类逆变器在高频化无线传能系统中的可靠性,实现了传输功率500 W下线圈距离变化1 cm时,其仍具有软开关特性,有效降低了逆变器对于负载的实部、虚部变化的敏感性,其输出效率大于95%。