一种采用零开关损耗逆变器和圆柱形发射线圈的新型三相全向无线电能传输系统

针对现有全向无线电能传输（OWPT）系统中开关损耗大和输出功率波动大的问题，提出了一种具有零开关损耗逆变器和圆柱形发射线圈的新型OWPT系统。通过在三相逆变器的各相桥臂上引入结构简单且低损耗的辅助谐振网络，可在全功率范围内实现零电压开关导通和零电流开关关断。可靠地消除了逆变器主电路中的开关损耗。发射线圈是由三个弯曲矩形线圈组成的圆柱形线圈，其励磁电流幅值相等且相位差为120°。它可以在发射线圈周围产生空间旋转磁场，并提供全向能量传输通道。详细分析了软开关的工作原理，给出了全功率范围内的软开关设计准则以及降低输出功率波动的耦合器参数设计方法。最后，通过实验样机验证了所提出的OWPT系统的可行性。实验结果表明，在接收端任意角度失准的情况下，系统输出功率保持在93.4–104.7 W，传输效率保持在71.2%–78.1%。