自适应电池充电曲线的三线圈电池无线充电器

作     者：姚若玉 曲小慧 郁继栋 王国雨 陈武 YAO Ruoyu;QU Xiaohui;YU Jidong;WANG Guoyu;CHEN Wu

作者机构：东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 江苏省智能电网技术与装备重点实验室江苏省南京市210096 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2022年第46卷第7期

页      面：170-177页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52077038) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20181280) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2242020k1G007) 

主　　题：无线电能传输 电池无线充电器 恒流-恒压切换 辅助线圈 自动开路保护 

摘      要：目前的无线供电应用中多采用锂电池作为负载,无线充电器应提供电池所需的先恒流后恒压输出,其中恒流与恒压的切换多依赖后级变换器、复合拓扑或高阶网络来实现,控制复杂,可靠性差。为解决该问题,文中提出了一种可自适应电池充电曲线的三线圈电池无线充电系统,该系统通过在原边侧增加辅助线圈和无源整流桥,实现恒流与恒压模式的自动切换,不需要额外控制;辅助线圈通过特定补偿网络与输入源并联,输出阈值不受磁路耦合机构参数限制,自适应于任意电池充电曲线。该三线圈电池无线充电器在2种充电模式下均工作在同一频率,保证逆变器软开关与变换器近似零无功环流,降低了器件应力,提高了传输效率,且该电路具有自动开路保护功能。文中系统阐述了该充电器的拓扑结构设计原则和工作原理,并搭建了一台输出为72 V/2.5 A的实验样机,验证了所提充电器的有效性。