基于半同步整流的磁耦合无线充电系统最大效率跟踪研究

news2026/4/2 18:03:57

基于半同步整流的磁耦合无线充电系统最大效率跟踪研究摘要与传统插入式电力电子系统相比，磁耦合无线电力传输（WPT）系统因具有无电气接触、环境适应性强、使用便捷等优势，在电动汽车、消费电子及生物医疗等领域展现出广阔的应用前景。然而，在实际应用中，负载阻抗变化和线圈耦合系数波动常导致系统效率显著下降。针对这一问题，本文提出了一种基于半同步整流（Synchronous Rectification, SR）的阻抗匹配最大效率跟踪（Maximum Efficiency Point Tracking, MEPT）控制策略。该方法通过调节二次侧开关管的占空比，动态调整等效整流阻抗，避免了传统级联DC-DC变换器带来的额外损耗。本文采用LLC-S谐振补偿拓扑，结合恒压（CV）输出控制，在Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型。仿真结果表明，在负载及耦合变化工况下，所提策略能快速收敛至最大效率点，且输出电压保持稳定。关键词：无线电能传输；阻抗匹配；最大效率跟踪；半同步整流；LLC补偿第一章绪论1.1 研究背景与意义磁耦合无线电能传输（WPT）技术利用高频磁场实现能量的非接触传输。在实际应用中，系统的工作状态受电池等效内阻变化（恒流转恒压充电过程）以及线圈偏移（如电动汽车停车位置偏差）的影响显著。当负载阻抗(R_L)与系统最佳匹配阻抗(R_{opt})不一致时，反射阻抗变化导致原边逆变器的软开关状态改变，进而造成效率骤降。传统的解决方案包括：

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