串联电容全桥IPT拓扑

1/4变比免调参

通过串联电容全桥逆变器与逆耦合电流倍增整流器的组合，实现1/4固有变压比和开关电压应力减半，使高输入低压大电流IPT系统的补偿参数设计不再困难。

Li, Xiaobin · 马红波 · Guo, Tong · Lu, Song · 邱忠才 · 许建平 · 冯全源

IEEE Transactions on Power Electronics 2024

参数信息

峰值效率

96.63 %

最低效率（8A-50A负载范围）

94.5 %

原边开关电压应力

200 V

固有电压转换比

0.25

整流电路电流

0.5

技术优势

开关应力减半

串联电容分压使三个原边开关的电压应力降至输入电压的一半，可直接选用更低耐压的器件。

固有1/4变比

拓扑本身提供1/4电压转换比，大幅降低补偿参数设计难度，无需依赖变压器匝比强行实现高变比。

整流电流减半

逆耦合电流倍增整流器使流经整流电路的电流降至传统全桥整流器的一半，直接降低副边导通损耗。

宽负载高效率

从8A到50A负载范围内效率均高于94.5%，峰值96.63%，适配输出电流大幅波动的实际工况。

应用场景

• 大电流无线充电：直接面向大电流无线充电桩/AGV等场景，在宽负载区间维持高效率。
• 感应电能传输：作为IPT系统的一种新型拓扑，可替换传统全桥+全桥整流方案以降低损耗和设计难度。
• 低压大电流电源：适用于24V/50A级别的低压大电流电源，无需多级变换即可从400V母线取电。
• 功率变换器设计：为功率变换器设计者提供一种串联电容分压与电流倍增整流的参考架构。