牟宪民 ，李佳霖 ，郭骥巍 ，彭峰华

（1.大连理工大学 电气工程学院，辽宁 大连 116024；2.国网湖南省电力有限公司，湖南 长沙 410004）

0 引言

相比于磁场式无线电能传输技术，电场耦合式无线电能传输（Electrical Capacitive Power Transfer，ECPT）系统不存在涡流损耗，效率更高，因而得到了广泛的关注[1-3]。ECPT 系统利用耦合金属板间的高频电场传输能量，结构如图1 所示，包括高频电源、补偿网络、耦合机构、整流电路和负载等几部分[4-5]。

图1 电场耦合式无线电能传输系统结构图

ECPT 系统的发射电源一般使用桥式逆变器，当系统工作在高频时，驱动电路很难满足同一桥臂两个开关管的死区时间。发射端和输出桥式整流电路各需要4 个半导体二极管，数目很多，开关损耗较大[6-7]。

变流器包含较多开关元件、使其栅极驱动变得复杂，电路板布局不易实现。这些特性通常会导致更高的成本和更低的可靠性，特别是对于大功率的应用时更加明显。

国内外的研究人员简化了发射电源的结构，提出了不同的发射电源逆变电路[8-10]。文献[9]讨论了使用单开关管的各种不同拓扑结构的DC-DC 变流器，实现了电场耦合无线电能传输系统。其逆变侧使用了一个开关管，整流侧使用了一个二极管，显著提高了系统的工作效率。系统的开关工作频率为200 kHz，频率较低。开关管的关断电压达到了1 200 V，电压应力较高。文中未对软开关进行研究，当频率和功率都较高时，系统的传输效率和安全性降低。

文献[10，11]基于E 类放大器研究了CPT 系统的零电压开通过程。同时通过并联在耦合电容的小电容来控制输出功率大小。……