無(wú)線電能傳輸技術(shù)中的恒壓輸出和最大效率問(wèn)題，提出了一種基于能量注入的移相恒壓控制無(wú)線電能傳輸技術(shù)。首先通過(guò)電路分析得到系統(tǒng)電壓增益和傳輸效率等特性函數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新型控制方法，通過(guò)改變逆變器的能量注入占空比和移相角，實(shí)現(xiàn)在負(fù)載變化時(shí)系統(tǒng)的最大效率和恒壓輸出。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的可行性和理論分析的正確性，在整個(gè)負(fù)載變化范圍內(nèi)，采用能量注入的移相恒壓控制方法時(shí)整機(jī)效率比常見(jiàn)的移相恒壓控制方法提高3%~10%，滿載時(shí)整機(jī)效率達(dá)到89%。

無(wú)線電能傳輸技術(shù)主要應(yīng)用于交通運(yùn)輸、植入式醫(yī)療設(shè)備、消費(fèi)電子和工業(yè)等領(lǐng)域。無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的負(fù)載通常為電機(jī)或電池，因此一般希望系統(tǒng)輸出電壓保持恒定。通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射回路DC/DC變換器的占空比、逆變器的工作頻率等方法可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓恒定，但是發(fā)射回路添加DC/DC變換器增加了線路的復(fù)雜性，頻率調(diào)節(jié)會(huì)破壞系統(tǒng)的諧振狀態(tài)。

為保證系統(tǒng)的高效率，研究人員提出了多種技術(shù)方案，例如利用接收回路DC/DC變換器控制系統(tǒng)輸出電壓，同時(shí)通過(guò)等步長(zhǎng)調(diào)節(jié)發(fā)射回路DC/DC變換器輸出電壓搜索最小輸入電流工作點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最大效率，但是該方法調(diào)節(jié)緩慢，并且添加DC/DC變換器會(huì)降低系統(tǒng)效率，增加其體積和控制復(fù)雜性。

整流器輸入等效電阻Re為實(shí)際負(fù)載電阻RL的8/π2倍，若系統(tǒng)的最優(yōu)負(fù)載大于該值，則調(diào)節(jié)能量注入占空比D無(wú)法使Re等于最優(yōu)負(fù)載，因此進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使最優(yōu)負(fù)載小于8RL/π2。

直流電壓源E的輸出值保持恒定，系統(tǒng)最大效率恒壓輸出控制由在線調(diào)節(jié)逆變器的能量注入占空比D和移相角α來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)上一周期的能量注入占空比D(n)和測(cè)量得到的系統(tǒng)輸出電壓Uo及電流Io可得等效電阻Re：

為驗(yàn)證本文提出的能量注入和移相恒壓控制方法，電路圖搭建了無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)。直流電源電壓為25 V，輸出電壓設(shè)置為24 V，輸出功率為5~30 W。發(fā)射線圈與接收線圈結(jié)構(gòu)相同，為平面螺旋線圈，采用300股直徑0.04 mm的利茲線繞制而成，共28匝，最大直徑為70 mm，自感L1和L2為24.1 μH，線圈電阻為0.18 Ω，兩線圈間距10 mm，互感M為11.45 μH。

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