چکیده
این مقاله به ارائه تولید و استفاده از اینورتر کلاس D چند فرکانسی منبع ولتاژ در تجهیزات آزمایشی بهصرفه برای یکسوساز سیستمهای انتقال قدرت القایی(IPT) 6.78 تا 13.56 مگاهرتزی بدون نیاز به پیوند مغناطیسی میپردازد. جدا از اینورتر، تجهیزات موردنظر و از سیم دریافت تنظیمشده (Rx) سیستم IPT و یکسوساز تحت آزمایش تشکیل میشود. با اینورتری که از ولتاژ القاشده مغناطیسی استفاده میکند، یکسوسازها شرایط IPT را تجربه میکنند درحالیکه از بقیه سیستم، ایزوله و جدا هستند. ازاینرو بهدقت توسط ابزار موجود در بازار و بدون تأثیر بر سایر بخشهای سیستم IPT تحلیل میشوند. اینورتر کلاسD با MOSFETهای سیلیکونی پیاده شده و قادر به ارسال توانی بیشتر از 200 وات با بازده بیشتر از 80 % است.
1. مقدمه
از نظریه IPT بهخوبی میدانیم که حداکثر بازده پیوند بین سیم فرستنده (LTx) و سیم گیرنده (LRx) وقتی حاصل میشود که LRxبا خازن(CRx) در فرکانس کار تنظیمشده و با مقدار مقاومت مشخص ac (Rac) بارگذاری شود، همانند شکلهای 1a و 1b. این مقدار توسط امپدانس CRx تعریف میشود، ضرایب کیفیت بیباری سیمهای تشکیلدهنده پیوند، تزویج (کوپلینگ) مغناطیسی بین آنها (k) و روش تنظیم سیم گیرنده، سری یا موازی، تعیین میشود [1]. Rac در یک سیستم IPT با مقاومت یکسوساز نمایش داده میشود. درنتیجه برای ترکیب و اجتماع یکسوسازی با IPT باید با نوع خروجی سیم گیرنده تنظیمشده، خروجی ولتاژ تنظیم موازی(شکل 1a) و خروجی جریان تنظیم سری(شکل 1b) سازگار بوده[1] و برای نمایش مقاومت لازم در حداکثر بازده پیوند طراحی شود.
Abstract
This paper presents the development and utilisation of a voltage source multi-frequency Class-D inverter in a costeffective test rig for rectifiers in 6.78 MHz to 13.56 MHz inductive power transfer (IPT) systems without the need of the magnetic link. Apart from the inverter, the rig compromises a tuned receiving (Rx) coil of the IPT system and a rectifier under test. With the inverter emulating a magnetically induced voltage in an Rx coil, rectifiers experience IPT conditions while they are isolated from the rest of the system. Therefore, they are accurately analysed with commercially available instruments, without affecting other parts of the IPT system. The Class-D inverter was implemented with Si MOSFETs and is capable of delivering power greater than 200 W with efficiencies higher than 80 %.
1 Introduction
From IPT theory it is well known that maximal link efficiency between a transmitting coil (LTx) and a receiving coil (LRx) is achieved when the LRx is tuned with a capacitor (CRx) at the frequency of operation and it is loaded with a certain ac resistance value (Rac), Fig. 1a and Fig. 1b. This value is defined by the impedance of CRx, the unloaded quality factors of the coils forming the link, the magnetic coupling between them (k) and the tuning method of the receiving coil, series or parallel, [1]. In an IPT system Rac is represented by the input resistance of the rectifier. Therefore, in order for a rectifier to be integrated to an IPT, it must be compatible with the output type of the tuned receiving coil, voltage output for parallel tuning (Fig. 1a) and current output for series tuning (Fig. 1b) [1], and be designed to present the required resistance for maximal link efficiency.
چکیده
1. مقدمه
2. پیادهسازی اینورتر کلاس D
2.1 نیم پل
2.2 مدار بای پس AC
2.3 مدارهای درایو گیت
2.4 شبکه LC برای حداقل سازی تلفات سوییچینگ
3. کارکرد تجهیزات آزمایشی
3.1 آزمایش بیباری
3.2 کارکرد در شناسایی یک سوساز
4. نتیجهگیری
Abstract
1 Introduction
2 Implementation of Class-D Inverter
2.1 Half-Bridge
2.2 AC Bypassing Circuit
2.3 Gate Drive Circuits
2.4 LC Network for Minimising Switching Losses
3 Test Rig Performance
3.1 No Load Test
3.2 Performance During Rectifier Characterisation
4 Conclusion