仪器仪表学报

作者：张路，陈粤亮，董尧，谢诗云，柯永林

单位：张路,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,road@cqut.edu.cn,陈粤亮,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,,董尧,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,,谢诗云,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,,柯永林,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,

关键词：磁耦合无线电能传输;包络-正弦脉宽混合调制;交/直流输出;多频多负载

基金：国家自然科学基金(52207004)、重庆市自然科学基金(CSTB2024NSCQ-MSX0382)、重庆市教育委员会科技研究(KJQN202201103)项目资助

针对目前多负载磁耦合无线电能传输技术（MC-WPT）系统面向交流应用场景，存在级联环节增加，系统结构更复杂，无法实现多频输出的问题，故提出一种包络-正弦脉宽混合调制（HESPWM）控制方法，构建了一套面向交/直流输出的多频多负载MC-WPT系统。首先，给出面向交/直流输出的多频多负载MC-WPT系统基本结构，详细阐述HESPWM调制机理，并给出该控制方式下逆变器输出的各频率分量有效值表达式；其次，提出了一种基于双有源全桥融合双二极管的半波能量拾取拓扑，详细分析了交流输出通道的工作模态，通过二极管对接收端包络信号正、负半波功率进行提取，并配合有源全桥电路进行极性切换，滤波后实现两路互不干扰的交流输出；然后，针对异频干扰对输出波形品质的影响，通过带阻滤波器优化设计实现对异频干扰的抑制，然后以交流和直流同步输出的双频系统为例建立系统等效模型，推导出系统传输特性。最后，搭建仿真与实验平台进行验证，仿真与实验表明，系统在HESPWM调制策略控制下实现20和60kHz双频三路交/直流输出，在带阻滤波器作用下交/直流输出通道的异频干扰得到抑制，输出波形质量得到明显改善，并且在负载切换条件下，系统仍可以稳定运行，系统在不同工况下的整机峰值效率达到75.9%。

来源：2025年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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