耦合式無線充電系統設計記錄 3

2021-10-21 15:32:54 字數 2143 閱讀 8655

之前的文章看的人不是很多,但是還是阻擋不了我炫"菜"的步伐,今天的實驗室測試了s-s拓撲,拓撲就長下面這樣圖中(a)這樣

其實吧,上面的拓撲都是補償的拓撲,l1和l2都是發射和接收線圈的自感,而加入補償電容其實一方面是為了補償無功能量(因為電感負載需要電源提供無功能量,會導致功率因素的降低,如果沒有pfc-功率因素校正,那麼就會導致效率的降低,同時增加電源的負擔),另外乙個方面是降低迴路的阻抗,就拿s-s拓撲來說,電感的阻抗計算公式為r=wl,w為角頻率,電感本來就很大,在我的測試中達到了28uh,w更加大,因為無線充電的時候頻率都是100k附近,阻抗那麼大根本輸入不了電流,線圈沒電流流過也不能在接收側傳輸能量了,而s-s拓撲如果lc發生諧振,總迴路的阻抗是接近於0的,所以在這個情況下電感(線圈)才有足夠的能量流過。

上面這個就是s-s電路圖,s是串聯的意思,s-s就是指傳送側和接收側採用的都是串聯串聯補償,rl為等效電阻,這裡說的等效電阻是指橋式整流電路折算過來的電阻,這裡非常建議大家看一下卓大大的這篇推文,非常非常棒!這裡說一下卓大大老師,我一開始做無線充電其實沒有什麼頭緒,但是看到老師的帖子,我茅塞頓開,解決了我很多的問題,我請教老師問題老師也非常樂意和我交流,非常感謝老師!

好了我們說回來,我們把接收側的阻抗折射到傳送側可以得到下面這個等效電路圖:

我們這裡分析c1與l1發生完全串聯諧振的情況,由於lc串聯諧振的時候lc的總阻抗為0,所以電容和電感都可以看成是短路,設電路的輸入電壓有效值為us。我們可以得到i1電流為i1=us/rref

那麼問題來了rref怎麼計算呢?

上面的等效的受控電壓源電壓為jwm,m為兩個線圈的互感由於上圖的i2和我的電路圖中的i2方向相反,所以rref=-jwmi2/i1,那麼i2為多少呢?

上面這個就是電感互感的等效電路圖,我們可以看到當l2和電容串聯諧振的時候i2=jwmi1/rl

帶入上面的公式我們可以得到:rref=(wm)2/rl,2是平方哈,不是很會用這個編輯器。。。大家可以自己算算,好了這個rref算出來了,那麼我們就可以帶入i1=us/rref,代入之後就可以得到

同時負載兩端的電壓為:

就是把i1代入而已,我們分析上面這兩條公式:

i1不僅是串聯迴路的電路,它還是逆變器的輸出電流,我們可以得到當rl趨近於無窮大,也就是負載開路的時候,i1趨近於無窮大,並且當m趨近於0的時候,也就是兩個線圈離得很遠或者互相垂直的時候,i1居然同樣會趨近於無窮大。

這還得了?也就是說我的無線充電上面必須要放個接收線圈,負載開路,切掉逆變器就炸了,這並不符合常理對吧,所以當這時候我們需要退出諧振狀態,因為我們上面的分析都是建立在lc發生完全的串聯諧振的基礎上面的,當我們退出諧振狀態,迴路阻抗增大,這時候電流就不會那麼大了,但是這要求我們的控制器控制及時,不然在大功率的場合你還是裂開,正因如此現在大部分的大功率拓撲都沒有採用這種拓撲,我用的是比較新的lcc-s拓撲,這個我們以後再說哈。

我們繼續來分析負載兩端的電壓

同樣的,當rl無窮大或m無窮小,負載兩端電壓無窮大,好了可以做電蚊拍了哈哈哈哈,解決方法同上,退出諧振狀態,我們還可以得到負載兩端的電壓和負載的阻值是有關的,而lcc-s拓撲能實現不需要任何控制,即可實現穩壓的效果,這個還是以後再說。

好了很晚了,實驗部分其實做的不是特別多,下篇再見吧文末,附上無線充電的電容電壓波形

耦合式無線充電系統設計記錄 1

1.設計過程 圖1 發射線圈自感 圖2 接收線圈自感 由於2020年最新推出的國標,gb38775 2020裡面規定了汽車諧振式無線充電頻率為75 90khz,這裡測試頻率定位100k如下圖所示 圖3 發射線圈激勵訊號 把兩個線圈疊起來觀察接收線圈的電壓波形 圖4 發射接收線圈重疊 圖5 接收線圈波...

藍芽無線耳機充電倉方案功能設計

藍芽無線耳機是近兩年比較熱門的一款產品,其技術實現是基於藍芽晶元技術的發展,工作原理為通過手機藍芽連線主耳機,再由主耳機通過無線方式快速連線副耳機,實現真正的藍芽左右聲道無線分離使用。不連線從音箱時,主音箱回到單聲道音質。與普通藍芽耳機相比藍芽無線耳機具有真正的無線結構,完全摒棄有線煩惱,更自由的移...

mysql充電樁 充電樁管理系統的設計與開發

龍源期刊網 充電樁管理系統的設計與開發 趙曉君年第期摘 要伴隨著計算機與網際網路技術的快速發展,充電樁也已進入資訊化時代。為了使充電 樁管理更高效 更科學,決定開發充電樁管理系統。本專案基於 b s體系結構,開發 web應 用程式的優勢,使用 php結合 mysql 資料庫開發技術。根據專案需求,本...