王春芳 岳 睿 李厚基 李 聃

（1. 青岛大学电气工程学院 青岛 266071 2. 青岛鲁渝能源科技有限公司 青岛 266071）

0 引言

感应式无线电能传输技术以其安全稳定、使用方便、电气与机械隔离等优点，在研究中越来越受青睐[1-4]。它可工作在水下、矿井等恶劣环境中[5]，同时也被广泛应用于无线供电和电池充电等领域，如LED 照明[6]、人工心脏供电[7]、手机电池的无线充电[8]、电动汽车的无线充电[9]等。在给电池充电的过程中，需要对电池进行先恒流后恒压的充电控制[10-11]。

利用无线电能传输（Inductive-Power-Transfer,IPT）实现恒流输出（Constant Current Output, CCO）和恒压输出（Constant Voltage Output, CVO）的方法可分为以下四类：①在无线接收端增加一个DCDC 变换器[12-13]，通过闭环控制实现CCO 和CVO；②利用拓扑本身特性单独实现 CCO[14-16]或单独实现CVO[17-18]；③用混合拓扑结构[19-20]通过改变辅助开关管的工作状态，在不同充电时刻切换为不同的补偿拓扑来实现CCO 和CVO；④在特定的补偿网络下通过切换开关频率的方式实现CCO 和CVO[21-22]。

第④种方法中所述的拓扑结构没有引入额外的直流变换器和额外的功率开关管，既节省了电路设计成本，也使控制策略得到简化。文献[21]提出了一种由双边LCC 补偿网络构成的全桥逆变IPT 系统，通过将开关频率由fCC切换至fCV，可使系统实现由恒流模式到恒压模式的转换。其一次线圈自感为16.18μH，二次线圈自感为15.52μH，耦合系数k=0.367。当增大传输距离到k降为0.2，且维持一次、二次线圈电感量不变时，电路的最低开关频率为3.2MHz。为了降低开关频率需要增加线圈的电感量，当一次、二次线圈的电感量均增加为100μH 且维持k=0.2 时，系统的最低开关频率为517kHz。……