通用非接触供电平台设计及实现 design and implementation of general contactless power supply platform.pdfVIP

也￡蠡闲2008年第27卷第6期 ·方案设计· 通用非接触供电平台设计及实现 徐磊1 徐中友2 (1．郑州大学电气工程学院4500012．河南立新电力建设监理有限公司450052) 摘 要 利用ICPT设计了一种通用非接触供电平台，该平台可以给一个或几个用电器同时 供电。根据系统最大功率传输能力的实现条件，给出了一种选择二次补偿电容的方法，以及根据 负载放置灵活性和供电平台面积的要求，给出了平面均匀磁场场强供电导轨的设计指导原则，最 后通过实验验证了选择二次补偿电容方法的正确性及非接触电能传输技术在通用供电平台设计中 的可行性。 ICPT 关键词 非接触 零点压开关 谐振 本文分析了ICPT系统拓扑结构中添加补偿电容的 1 引言 必要性，给出ICPT供电系统的最大传输功率的实 Power CoupledTransfer)供现方法，对平面均匀磁场场强供电导轨的设计实现 ICPT(Inductively 电系统是一种新型的以非接触感应耦合方式实现各 进行了介绍，最后通过实验对上述分析进行了验 种功率水平电能传输的系统。由于不存在摩擦和磨 证。 损，不受水、油污和灰尘等环境问题以及不存在化 2最大传输功率的实现方法 学物品的腐蚀性等问题的影响，使得系统的安全性 和可靠性大为提高，使用寿命更长，尤其在一些易 典型的ICPT供电系统1如图l所示。由磁耦 燃、易爆的化工、采矿等行业，避免了如滑动磨 合的两个非接触的独立部分组成，即固定导轨和可 损、接触火花、碳积和导体不安全裸露等所带来的 移动负载。电能变换可以在一次电感上获得高频的 安全隐患。由于其特有的优点越来越得到广泛的应 导轨电流，开关模式变换可以控制二次侧对用电设 用，如电动汽车的非接触充电…、个人剃须刀¨1、 备的功率流量。通常情况下，一次补偿为了降低电 手机非接触充引31、人体医学植入H3以及有轨公 源供给的视在功率，二次补偿则是为了提高系统的 共运输工具1等。本文以通用非接触供电平台为对 功率传输能力。 象，研究电源电路设计中二次补偿电容的选择方法， 探讨平面均匀磁场场强供电导轨的设计指导原则。 所谓通用非接触供电平台，是指通过一个平板 、一， 以放置的方式向手提电脑、台灯、手机、CD机、 ， I电能 。一次 导轨电感三 ■_1变换 ．补偿 MP3播放器及电子词典等用电器供电的装置。由 三相输入 于其供电的非接触特性和放置负载的灵活性，有着 图1典型的ICPr系统框图 广阔的应用前景，但也对供电电源的设计提出了挑 最基本的补偿方式有串联补偿(S)和并联补 战。总体上要求供电电源具有较高的工作频率以增 偿(P)两种，一二次相结合的补偿方式有以下四 加功率密度、正弦波形降低电磁干扰、开关器件工 种：串联-串联补偿(sS)、串联一并联补偿(SP)、 作在零电压开关(zvs)或零电流开关(ZCS)降 并联一串联补偿(PS)以及并联-并联补偿(PP)。 低损耗与电磁应力、二次侧的谐振频率等于一次侧 一二次补