我院傅旻帆课题组提出新型无线快充系统架构

我院傅旻帆课题组与合作者在下一代无线快充系统架构研究中取得重要成果：针对现有小功率无线充电产品中存在隔离与调制冗余所造成的低效率问题，首次提出基于非调制无线传输级和DC/DC调制级的新型两级无线快充系统架构，显著提高了电能传输效率。该成果目前以 “A 45-W Two-Stage Wireless Fast Charger Using Unregulated Inductive Power Transfer”为题在IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics上在线发表。

无线电能传输作为一种非接触式电能传输技术，具备更加安全、便利等特点，近年来在电动汽车、消费电子、医疗植入设备等诸多领域取得广泛应用。然而，现有小功率移动终端设备的无线充电产品中，直接采用由有线充电方案进行拓展的方式，存在着隔离与调制冗余的问题，导致系统的整体效率不及60%。

在本项工作中，基于非调制无线传输级和DC/DC调制级的新型两级无线快充系统架构被提出，实现了原产品的隔离、降压、调制等目标。值得提出的是，该架构首次明确采用无线传输级来实现高降压比的功能，为打破现有方案的限制提供了可行性。最终的实验结果表明，样机系统（264-V/12-V, 45-W）的峰值效率达78%，系统的电能传输效率和功率密度都显著提高。

此项成果是下一代无线快充系统架构研究的重要突破。电能传输效率和功率密度的显著提高，为无线快充产品逐步取代有线充电产品提供了更多的可能。

此项工作由上海科技大学信息学院完成，2020级博士生赵鹏为第一作者，2019级硕士生郑广策、2020级博士生贺蓉以及刘宇教授为共同作者，傅旻帆教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、上海市扬帆计划等项目基金的大力支持。

文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9362124

图1.无线快充系统架构：现有方案与所提出的方案

图2.实验样机

图3.电能传输效率情况