科学家开发出新型功率控制器系统 用于无线电力传输

盖世汽车讯 据外媒报道，神户大学（Kobe University）海事科学研究生院Mishima Tomokazu副教授和中国台湾国立中兴大学（National Chung Hsing University）Lai Ching-Ming副教授联合研发出新型功率控制器系统，可用于无线电力传输，不仅具有超高精度和效率，且其电路也比现有系统更简单。该技术方案将有效减少无线电力传输设备中的电路元件数量、成本和重量。

（图片来源：神户大学）

无线传输系统是以非接触方式将电能传输到电动车辆内的电池，例如工厂中的自动导引车、电动汽车和船舶。因此在提高电能利用的便利性和清洁能源的发展方面，无线传输系统广受关注。在无线传输系统中，非接触式电力传输发生在传输（Tx）线圈和接收（Rx）线圈之间。但是，如果两个线圈之间的距离（间隙）增加，并且不再处于最佳位置，则会损失大量传输功率。为了防止因此导致的功率损失和效率降低，就需要根据电池容量控制电气参数，例如Tx和Rx线圈电流的频率。因此，电源转换和控制器设备的结构变得更加复杂。

为解决上述技术问题，副教授Mishima等人开发出一种新颖的控制策略，即将谐振频率跟踪和负载阻抗调节应用于Tx侧的高频逆变器。通过Tx线圈的电流和电压之间的相位差，谐振频率跟踪能以高效方式自动调整高频逆变器的运行。此外，将增量总和转换（delta sigma transformation，处理电信号的技术）应用于高频逆变器的脉冲密度调制，从而无需在Rx侧使用复杂的额外控制器。通过这种方式，研究人员开发出一种新颖、实用且具有成本效益的功率控制方案，使无线电力传输系统能够从Tx侧以高精度和高效率运行。

研究人员已成功简化了Rx侧电源转换电路的结构，以及电源控制器的逻辑方案。该系统的成功研发和试验均表明，组件数量可以被减少，从而实现高度可靠和具有成本效益的无线传输系统。这项技术对于电动汽车、无人机和其他需要紧凑外形的同类轻量化车辆尤为有益。此外，该研究成果还可应用于植入式医疗设备的生物医学无线电力传输，如心脏起搏器等。