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韩国仁川国立大学开发新技术改进无线充电可通过动态频率适应提高效率

盖世汽车钟群 2025-02-24 08:00:00

盖世汽车讯无线电力传输（WPT）技术无需物理接触或线缆连接即可实现设备充电。谐振电路是WPT系统的核心组件，负责优化发射器至接收器的能量传输。在并联补偿接收器中，电容器可平衡接收器线圈的电感，从而实现谐振和降低电路阻抗，进而提升电力传输效率。然而，此类接收器产生的电磁场可能会干扰其他电子设备，需通过调节系统的工作频率来控制干扰。但频率调制会导致调制频率与谐振频率失配，严重降低电力输出与系统效率。现有解决方案依赖额外硬件或复杂电路，导致能量损耗、控制复杂及设备体积增大。

图片来源：Incheon National University, Korea

据外媒报道，韩国仁川国立大学（Incheon National University, Korea）Dukju Ahn教授领导的研究团队开发出一种谐振调谐整流器（RTR），为并联谐振接收器系统提供创新解决方案。该RTR采用简约设计，可使其运行与系统一次电流的自然节奏同步。Ahn教授指出：“我们提出的RTR无需额外的功率组件或复杂反馈电路，显著提升实际应用可行性。”该研究成果于2024年12月1日发表在期刊《IEEE Transactions on Industrial Electronics》上。

这种RTR通过将控制信号与系统电流同步来自动调整有效电容，以调谐谐振频率，补偿固有谐振和调制周期之间的差异。与现有方法不同，它使用简单的传感器线圈来提取相位信息，而不会影响性能，从而无需发射器-接收器通信。

对用于汽车充电的2.2kW原型进行的测试表明，这种RTR可在70毫秒内补偿频率调制（80-90kHz），在对准不良的情况下仍可保持稳定的电力输出，并将效率从3.5%提高到8.1%。其零电压系统优化了控制设置以减少功率损失，提供了一种简单、经济的实时适应和稳定电力传输解决方案。

Ahn教授解释道：“谐振频率的自动调整不仅影响无线充电，还影响感应加热、等离子体生成和电力转换。我们提出的RTR具有能量损失小、效率高、吞吐量稳定、设计简约、对系统影响小等特点，可以显著提高无线电力系统的性能。”

随着无线充电技术的日益普及，该研究团队提出的RTR为缓解现有挑战提供了一种前景广阔的解决方案，使这项技术更易于日常用户使用。