基于反激式电路的松耦合电源的分析与设计

发布时间：2017-11-19 20:06

  本文关键词：基于反激式电路的松耦合电源的分析与设计

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【摘要】：本课题设计的基于反激式电路的松耦合电源,是以无线供电技术为研究对象的。无线供电技术使电能的传输得以摆脱传统的电气连接,实现无线供电,在特定的领域具有很大的应用价值,随着对非接触式电能传输的进一步研究,电能的无线传输技术从效率、可靠性、安全性等方面有了更大的进步,无线电能传输使电能的应用越发广阔。目前随着电动汽车、智能手机无线充供电的应用,无线供电技术正走向大众视野,无线供电技术有很大的研究价值和意义。在电路理论设计与控制策略方面,本文在反激式电路的基础之上,把反激式变压器进行改变成为松耦合变压器,为适应松耦合变压器的大漏感,对反激式电路进行改进以保护开关管。然后对改进后的电路拓扑进行去耦合等效,将电路划分为四种工作状态,再分别进行时域和变换域进行电路求解并作出理论波型。松耦合变压器的工作频率随着随耦合系数、开关导通时间而发生改变,并且在一定条件下,主电路功率与主电路平均电流以及开关导通时间有关,由此提出一种电流过零导通开关、并以电流平均值控制开关导通时间的功率控制策略。此策略能使电路处于谐振状态,并能根据平均电流反馈来调节主电路功率,使主电路功率保持稳定。主电路传输到次级电路的功率由松耦合变压器的耦合效率决定,松耦合变压器初次级磁心的相对位置一旦确定,其耦合效率便确定,在主电路稳定状态下,次级电路的输出功率同样保持稳定;在磁心相对位置发生改变在情况下,其输出功率保持相应的稳定值。电路的实际设计与实现方面,利用微分电路产生同步脉冲同步芯片,利用积分电路对波动的电流求平均。然后对电路中关键器件的参数进行计算,为器件选型提供理论指导并介绍了选型的步骤。最后本文用LED作为负载对实验结果时行验证,通过实际电路调试波形与实验数据进行分析,验证了此电路能够实现稳定的无线电能的传输。在不同的耦合系数下,主电路均能保持功率稳定,次级功率同样保持稳定,其功率大小仅因耦合效率决定。此电路的功率控制策略能够很好的实现电路在松耦合变压器不同的耦合系数下,功率的稳定输出,可以成为无线LED台灯的技术基础。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86;TM724

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本文编号：1204728