采用CCL/LCC復合諧振網絡的電流型ICPT系統

夏晨陽， 路 強， 賈仁海， 張 楊， 張 望， 伍小杰

(1． 江蘇省煤礦電氣與自動化工程實驗室(中國礦業大學)， 江蘇省徐州市 221116；2． 國網嘉興供電公司， 浙江省嘉興市 314100)

0 引言

感應耦合電能傳輸(inductively coupled power transfer，ICPT)技術由于其安全、可靠、靈活等優點，自其誕生以來受到國內外學者的廣泛關注，并在系統拓撲結構、諧振補償網絡、磁路耦合機構、系統輸出特性、系統穩定性等各個方面得到了大量研究，取得了豐碩的成果，進一步推進了產業化進程。目前，ICPT技術已成功應用于手機、家用電器和電動汽車等各個領域，已經成為無線電能傳輸(wireless power transmission，WPT)的主流技術之一[1-6]。

通常，在感應耦合無線電能傳輸的實際應用中，用電設備要求在負載變化甚至氣隙條件變化時具有恒壓輸出特性，并保有較好的頻率穩定特性。為達到上述要求，目前主要從閉環反饋控制方法[7-10]、新型諧振補償網絡設計[11-19]等方面進行了研究。

通過閉環反饋控制方法實現ICPT系統變負載條件下的輸出恒壓穩頻已有較多研究。其中，為實現ICPT系統輸出恒壓，文獻[7]提出了一種新型的功率補給及自循環模式的輸出控制方法，該ICPT系統輸出電壓恒定。文獻[8]采用變頻控制來實現恒流和恒壓輸出。但是變頻控制會導致系統無法維持穩頻特性。為解決ICPT系統頻率穩定性差的問題，文獻[9]提出了基于動態無功補償和靜態無功補償的頻率穩定控制方案。文獻[10]中提出了采用分段控制輸出穩頻方法。

雖然這些方法能夠較好地實現動態負載下ICPT系統輸出電壓恒定、系統諧振工作頻率穩定，但是為實現多個目標，需要引入多個閉環控制，從而導致系統設計的難度增大，穩定性降低。……