分段式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)拾取端穩(wěn)壓技術(shù)研究.pdf

1、無線電能傳輸（Wireless Power Transfer，WPT）技術(shù)憑借其安全、可靠、靈活性高以及對(duì)特殊環(huán)境的適用性等特點(diǎn)，在醫(yī)療器件、電動(dòng)汽車、采礦機(jī)車等應(yīng)用場(chǎng)合越來越多地被采納為新的供電方式，已成為近幾年最具前景的研究方向之一。
　　分段式導(dǎo)軌無線供電技術(shù)是無線電能傳輸技術(shù)研究領(lǐng)域近幾年發(fā)展起來的新興技術(shù)，其主要應(yīng)用于用電設(shè)備可沿著指定導(dǎo)軌路線移動(dòng)的動(dòng)態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)。相對(duì)于集中式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)，分段式導(dǎo)軌無線供電系

2、統(tǒng)有著傳輸效率高、電磁干擾小、系統(tǒng)更加穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，已成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。
　　本文對(duì)分段式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)已有技術(shù)方案進(jìn)行分析，針對(duì)導(dǎo)軌切換過程中拾取電壓波動(dòng)嚴(yán)重的問題展開研究。對(duì)分段式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)做了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)其相關(guān)技術(shù)做出分析與研究，包括導(dǎo)軌供電模式、補(bǔ)償電路拓?fù)?、原邊?dǎo)軌線圈結(jié)構(gòu)、副邊拾取線圈結(jié)構(gòu)、位置檢測(cè)技術(shù)。闡述了已有分段式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)存在的問題：導(dǎo)軌切換過程中，拾取電壓波動(dòng)嚴(yán)重。此情況可能會(huì)對(duì)副邊系統(tǒng)造成嚴(yán)

3、重影響，如增加DC-DC環(huán)節(jié)的控制難度，負(fù)載電壓不穩(wěn)等。分析了副邊拾取電壓波動(dòng)的原因，并且說明了已有方案中所解決的和遺留的問題。通過對(duì)補(bǔ)償電路能量交替過程中諧振電流波形的進(jìn)一步分析與研究，提出新的解決方案。該解決方案對(duì)分段式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)的電路拓?fù)湟约皩?dǎo)軌切換控制進(jìn)行改進(jìn)，采用單諧振電容拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和在電流過零點(diǎn)切換導(dǎo)軌的導(dǎo)軌控制方案，實(shí)現(xiàn)分段式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)電能的連續(xù)傳輸，解決了由于原邊電流不連續(xù)所起其的拾取端電壓波動(dòng)的問題。對(duì)頻率分

4、叉現(xiàn)象進(jìn)行了分析與研究，通過對(duì)參數(shù)設(shè)計(jì)的約束條件避免由于頻率的跳變使副邊拾取電壓產(chǎn)生變化的可能性。對(duì)所提出的單諧振電容分段式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括軟開關(guān)工作點(diǎn)的分析，電流過零點(diǎn)精確檢測(cè)電路設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌切換開關(guān)的選取及其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，以及導(dǎo)軌切換過程的軟件設(shè)計(jì)。
　　為了驗(yàn)證理論的正確性，基于單諧振電容分段式導(dǎo)軌無線供電系統(tǒng)電路拓?fù)湓贛ATLAB/SIMULINK仿真平臺(tái)搭建了仿真模型，通過仿真驗(yàn)證了理論的正確性。最后，搭