近期，信息學院智慧電氣科學中心（CiPES）傅旻帆教授課題組在磁耦合式無線電能傳輸（IPT）領域取得一系列重要進展。課題組在電力電子領域國際知名學術期刊發(fā)表了三項以上科大為第一完成單位的科研成果。

基于中繼線圈的充電區(qū)域擴展技術

針對無線充電產品普遍存在的充電區(qū)域有限，抗偏移能力差的問題，傅旻帆課題組提出了基于中繼模塊拓展充電區(qū)域的方法。該模塊可獨立設計，選擇性引入與切出，與現(xiàn)有產品具有良好的兼容性。研究人員通過最優(yōu)效率推導，建立等效耦合系數(shù)的概念，給出了中繼模塊工作的邊界條件�；�于該方法所制造的樣機可以將有效充電區(qū)域提高5倍以上。

圖 |基于中繼線圈拓展模塊的實驗樣機及其等效耦合系數(shù)與效率曲線

相關成果發(fā)表在期刊IEEE Transactions on Industry Applications，題為"Horizontal Charging Area Extension Based on Switchable Relay Coils"。信息學院2020級博士研究生趙鵬為第一作者。共同作者包括課題組碩士研究生周茂德、蔣祎璠。

論文連接：

https://ieeexplore.網址未加載/document/9484807

多發(fā)射端的均流技術

多線圈技術已逐步應用于磁耦合式無線電能傳輸系統(tǒng)。在現(xiàn)有多發(fā)射單接收的系統(tǒng)中，接收線圈位置偏移帶來的耦合系數(shù)偏差，會導致發(fā)射端功率分配不均勻。為解決上述問題，傅旻帆課題組提出了均流支路的概念。相對于傳統(tǒng)的均流控制策略而言，該方法不需要額外的控制電路，成本極低，極大地降低了系統(tǒng)的控制復雜度。

圖 |均流與不均流IPT系統(tǒng)對比

該成果在期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics上在線發(fā)表，題為"A Passive Current Sharing Method for Multi-Transmitter Inductive Power Transfer System"。2021級博士研究生寧廣棟為第一作者。共同作者為課題組碩士研究生趙凱。

論文連接：

https://ieeexplore.網址未加載/document/9446544

雙邊LCC補償?shù)腎PT系統(tǒng)小信號模型

為使實現(xiàn)穩(wěn)定的電能傳輸，IPT系統(tǒng)需要系統(tǒng)的小信號模型輔助控制器設計。目前，一種應用廣泛且最為復雜的補償是雙邊LCC，而基于該網絡的系統(tǒng)沒有小信號模型。傅旻帆課題組對該系統(tǒng)進行小信號建模，利用描述函數(shù)法建立了全階模型，并進一步通過化簡將模型從17階降為5階，使得傳遞函數(shù)完全可以解析表達。該方法在簡化系統(tǒng)的同時保證了較高的準確性，可以預測1/5開關頻率下的系統(tǒng)小信號行為。

圖 |LCC-LCC補償?shù)腎PT系統(tǒng)降階及比較

該成果在期刊IEEE Transactions on Industry Application上在線發(fā)表，題為“Small-signal Model of an Inductive Power Transfer System Using LCC-LCC Compensation”。2021級博士研究生鄭廣策為第一作者。共同作者包括博士碩究生趙鵬、碩士研究生李鶴遠。

論文連接：

https://ieeexplore.網址未加載/document/9516982

以上工作全部在上科大完成，傅旻帆教授為通訊作者，上科大為第一完成單位。研究得到了國家自然科學基金、上海市揚帆計劃、上科大啟動基金等支持。

排 版 鄧雅芝

編 輯 高正純

高 瑄

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