無線電力伝送システムにおける最適効率と広範なZVS動作のためのモード切替に基づく位相シフト制御

この記事では、無線電力伝送（WPT）システム用のモード切替に基づく位相シフト制御（MS-PSC）を提案します。これは、追加のDC-DCコンバータを使用することなく、電力調整、負荷適合、および広範なZVS動作を同時に達成できます。インバータと整流器のフルブリッジ、ミックスブリッジ、ハーフブリッジモード間のモード遷移に基づいて、MS-PSC法は反応電力の循環を最小限に抑えた広範囲のZVSを保証します。したがって、システムの効率は従来のトリプル位相シフト（TPS）制御および既存のハイブリッド変調制御と比較して、より広い電力範囲で改善されます。異なる操作モードの原則が分析されます。次に、提案されたMS-PSC法の実装およびモード選択戦略が示されます。最後に、提案されたMS-PSC法の有効性がWPTプロトタイプで検証されています。実験結果は、提案されたMS-PSC法が広範な電力範囲で高い全体効率を達成できることを示しています。従来のTPS制御と比較して、MS-PSC法は定格電力の10%–63%における効率をさらに最適化し、効率の改善は1.5%から6%にわたる結果が得られました。その結果、システム効率は1–10 kWの電力範囲で93.5%–96.1%の範囲に保たれ、トランスの結合係数k = 0.19となっています。