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基于PID及PWM的无线传能系统研究
  • ISSN号:0454-6296
  • 期刊名称:《昆虫学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM724[电气工程—电力系统及自动化]
  • 作者机构:[1]南京邮电大学光电工程学院
  • 相关基金:国家自然基金(31272511);南京邮电大学(JG00613JX07);江苏省STITP(SZD2014009)
中文摘要:

近年来,无线传能技术在无线充电等领域得到逐步应用,但其在谐振频率准确性、输出功率调整及传输效率等方面还不尽人意。本文基于LC谐振耦合无线传能原理,采用数字PID控制和PWM调制技术,实现了谐振频率自动跟踪及输出功率的精确控制。系统发送部分由MSP430单片机、IR2111高频驱动、桥式大功率MOS开关管CSD19535及串联谐振LC组成;接收电路由并联谐振LC、高频整流滤波电路、高边电流检测INA282、ADS1115电压采样及LCD系统参数显示等部分组成。在传输距离为10厘米时,其传输效率达到65%;通过跟踪检测,发现由于谐振电容和线圈发热等影响,在系统启动至稳定过程中,系统效率和工作频率会有所下降;此外,得到工作波形在占空比为50%时,系统效率最高的结论。

英文摘要:

During recent years, there is an increasing need in wireless energy transfer technology for wireless charging, etc., but the transmission efficiency, automatic power control and some other aspects are still unsatisfying. The paper presents a design which can automatically track resonant frequency and control output power. It is based on digital PID control, PWM and the principle of LC resonant coupling-based wireless energy transfer theory. The sender part of the system consists of a MSP430 microcontroller, an IR2111 high-frequency driver, high-power MOS switch CSD19535 bridge and series resonant LC. The receiver part consists of a parallel resonant receiving circuit LC, high-frequency rectifier filter circuit, a high-side current sensor INA282, ADS1115 voltage sampler and a LCD for displaying system parameters. When transmission distance is 10cm, the efficiency is up to 65%. However, the efficiency and working frequency decrease slightly during the startup of the system. It is due to the heating of the resonant capacitor and wire. In addition, the system achieves its highest efficiency when duty cycle is 50%.

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期刊信息
  • 《昆虫学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国昆虫学会 中国科学院动物研究所
  • 主编:黄大卫
  • 地址:北京东中关村中国科学院动物研究所
  • 邮编:100101
  • 邮箱:kcxb@ioz.ac.cn
  • 电话:010-64807173 010-64807099
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-6296
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1832/Q
  • 邮发代号:2-153
  • 获奖情况:
  • 国家期刊方阵“双百期刊”
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,美国剑桥科学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16190