电工技术学报  2022, Vol. 37 Issue (21): 5369-5376    DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211263
电工理论 |
基于LCC-S补偿网络的无线充电系统小信号模型
郑广策1,2,3, 赵凯1,2,3, 王浩宇1, 梁俊睿1, 傅旻帆1
1.上海科技大学信息科学与技术学院 上海 201210;
2.中国科学院上海高等研究院 上海 201210;
3.上海高能效与智能定制芯片工程技术研究中心 上海 201210
Small-Signal Model for Inductive Power Transfer Systems Using LCC-S Compensation
Zheng Guangce1,2,3, Zhao Kai1,2,3, Wang Haoyu1, Liang Junrui1, Fu Minfan1
1. School of Information Science and Technology ShanghaiTech University Shanghai 201210 China;
2. Shanghai Advanced Research Institute Chinese Academy of Sciences Shanghai 201210 China;
3. Shanghai Engineering Research Center of Energy Efficient and Custom AI IC Shanghai 201210 China
全文: PDF (4217 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 基于磁场感应的无线电能传输(IPT)系统需要反馈控制实现稳定的输出,这依赖于一个精确且简单的小信号模型。近些年来,扩展描述函数法(EDF)在谐振变换器建模问题中有广泛运用。由于IPT系统的本质为高阶谐振变换器,因此该方法可以应用于IPT系统的建模中。但是由于IPT系统中包含大量谐振元件,直接通过EDF方法得到的模型往往具有较高阶数,通过一种基于电路化简的方法对电路中的谐振元件模型进行化简,可以同时保证模型的准确性与精简性。该文以LCC-S补偿的IPT系统为例,阐述化简方法。该方法也可以推广至其他高阶IPT系统中。
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作者相关文章
郑广策
赵凯
王浩宇
梁俊睿
傅旻帆
关键词 感性电能传输等效电路模型扩展描述函数降阶模型    
Abstract:An inductive power transfer (IPT) system requires a feedback controller to stabilize the output, which highly depends on an accurate small-signal model. In the past years, the extended describing function (EDF) is widely used to address the modeling issue for resonant converters. However, the high-order resonant tank of IPT would lead to a complicated model if EDF is directly applied. In order to simplify the model, this paper explored a circuit-based method to reduce the order for both series and parallel resonant circuits. An example LCC-C compensated system was used to explain the concept. This general simplification can be extended to any other high-order IPT systems.
Key wordsInductive power transfer    equivalent circuit model    extended describing function    reduced-order model   
收稿日期: 2021-08-12     
PACS: TM46  
通讯作者: 傅旻帆 男,1987年生,教授,博士生导师,研究方向为无线电能传输、高频磁集成、超高频变换器、谐振变换器的建模与控制及宽禁带器件的应用等。E-mail:fumf@shanghaitech.edu.cn   
作者简介: 郑广策 男,1997年生,博士研究生,研究方向为无线电能传输。E-mail:zhenggc@shanghaitech.edu.cn
引用本文:   
郑广策, 赵凯, 王浩宇, 梁俊睿, 傅旻帆. 基于LCC-S补偿网络的无线充电系统小信号模型[J]. 电工技术学报, 2022, 37(21): 5369-5376. Zheng Guangce, Zhao Kai, Wang Haoyu, Liang Junrui, Fu Minfan. Small-Signal Model for Inductive Power Transfer Systems Using LCC-S Compensation. Transactions of China Electrotechnical Society, 2022, 37(21): 5369-5376.
链接本文:  
https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211263          https://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2022/V37/I21/5369