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[嵌入式/ARM] 感应耦合电能传输系统中整流电路的研究

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admin 发表于 2013-3-24 00:20:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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摘  要: 设计了感应耦合电能传输系统与二极管整流及同步整流电路,并针对输出低电压大电流的情况,分析了整流电路的效率。通过对实验电路进行对比测试,验证了系统效果。测试结果表明,在感应耦合电能传输系统中应用同步整流技术,系统效率得到显着提高。
关键词: 感应耦合;同步整流;损耗;效率;对比测试
       随着电源技术的发展,低压大电流开关电源逐渐成为目前一个重要的研究课题。而效率问题始终是一个主旋律[1]。电源中的损耗很大一部分来自于整流电路。传统整流方式是使用整流二极管,其较高的导通压降使得系统效率低下。同步整流采用低导通电阻的功率MOSFET取代整流二极管,以降低整流损耗[2]。整流时,要求MOSFET栅极电压与被整流电压保持一定的相位同步关系。
     感应耦合电能传输系统中应用同步整流时,需要特殊的控制方式以避免延时导致的整流失效问题。针对应用同步整流提高系统效率的问题,本文设计制作了同步整流控制电路以及应用同步整流技术的感应耦合传输系统。实验测试数据说明,该电路有效地避免了整流失效,显着地提高了系统效率。
1 整流损耗分析
1.1 二极管整流

     二极管半波整流电路如图1所示。
    2012110705112943528882.gif
   
     整流二极管导通时,电流流经二极管产生导通损耗,其计算公式为:
      2012110705112946653883.gif
2 感应耦合电能传输的同步整流
2.1 感应耦合电能传输基本原理

     感应耦合电能传输方法是一种基于电磁感应耦合理论,现代电力电子能量变换技术及控制理论于一体的新型电能传输模式[4],其基本原理如图3所示。电源提供的直流电经逆变电路转换后供给原边电感。副边电感通过电磁感应得到交流电。整流后由功率处理电路将其转换为所需的电流/电压,供给用电设备,完成电能的无线传输[5]。
    2012110705112949778884.gif
    2012110705112956028885.gif
   3 实验结果
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