近日，我院智慧能源中心（CiPES）傅旻帆教授课题组提出了一种适用于无线电能传输的高阶补偿网络的分解和合成方法。与传统基于数学推导的方法相比，该方法从电路原理的角度全面分析无线电能传输的高阶补偿网络，极大地简化了系统的分析与设计。近日，该成果以“Decomposition and Synthesis of High-Order Compensated Inductive Power Transfer Systems for Improved Output Controllability”为题，在《IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques》上发表。
图一：二阶、三阶、四阶补偿网络的衍生
近年来，无线电能传输技术被广泛应用于手机、机器人、电动汽车及交通轨道等场合当中，此类无线电能传输系统本质是一个高频高阶变耦合谐振电路，通过对谐振补偿网络的设计及系统的优化控制来实现不同的目标，例如：提高功率传输能力，优化传输效率，减小元器件的电压电流应力，提高系统在变耦合变负载情况下的输出可控性（恒压或恒流），实现软开关等。 现有的高阶补偿网络都是个例分析，没有一个全面且完整的系统分析和网络选择方法。本文在基本补偿网络与电源转化原理的基础上，结合传统定耦合高阶网络合成规律，衍生出所有适用的二、三、四阶补偿拓扑（见图1）。通过对满足要求的不同限制条件下，得到了八种基本低阶补偿网络，其能同时满足与耦合变化无关性（低位置敏感度）、恒定输出增益、最大化输出能力的要求。
该项工作全部在上科大完成，2018级硕士研究生贺蓉是第一作者，2018级硕士研究生赵鹏为共同作者，傅旻帆教授为通讯作者。该项目为智慧能源中心（CiPES）协作完成，合作教授包括刘宇教授，王浩宇教授，及梁俊睿教授。上海科技大学为第一完成单位，该项研究得到了上海青年科技英才扬帆计划以及上科大科研启动基金的支持。
文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/8786933
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