本技术涉及无线电能传输技术领域,具体公开了一种宽范围解耦的频率自治无线电能传输系统,其发射端的电源采用直流电流源,电流型逆变器和推挽整流器采用相同电路结构的自治推挽电路,并通过当前的系统参数(不变的参数和变化的互感、负载)自适应计算得到能够使得系统具有自治振荡稳定特性的系统稳定自治振荡频率,以驱动电流型逆变器和推挽整流器的开关管,从而实现在耦合系数、负载宽范围变化下的系统解耦,实现了耦合系数、负载宽范围变化下较高效率的功率传输。实验结果与理论结果一致,这证实了本发明实施例所提的宽范围解耦的频率自治无线电能传输系统在耦合系数、负载宽范围变化下解耦实现了较高效率的功率传输的有效性。
背景技术
近年来,感应式无线电能传输(WPT)系统已成功应用于电动汽车、无人机、移动无线充电等系统。这种系统的输出特性与固有参数密切相关,如耦合系数、负载、自感和补偿电容。然而,在实际应用中,由于耦合机制的错位、环境因素和负载变化,这些参数的不可避免的变化会导致系统失谐。这导致系统输出电压的平滑度降低,功率损耗增加,系统稳定性降低。为了确保系统输出稳定并提高动力传输的灵活性,必须提高系统对错位误差的容忍度。
解决参数偏差、保持WPT系统输出稳定性的方法主要包括改进线圈结构、优化拓扑设计或添加控制机制来稳定输出,其中优化拓扑设计是一种较为行之有效的方式。混合拓扑的引入可以提高WPT系统对错位误差的容忍度。然而,大多数现有的混合补偿拓扑都是固定频率和电压驱动的,大型直流侧电容器限制了可以混合的补偿拓扑的类型,使得系统的动态性能和对参数变化的适应性较差,无法满足WPT系统中对失准容限和大规模解耦的要求。
实现思路