π网络阻抗变换拓扑

低耦合亦大功率

用π网络实现阻抗变换，在耦合系数和电池电压偏低时仍能提升功率传输能力并改善系统效率。

Li, Huang · Liu, Xin · 高飞 · 张云 · 程正顺 · 唐厚君

IEEE Transactions on Transportation Electrification 2024

具体参数

最大DC-DC效率

{'zh': '93.1', 'en': '93.1'} %

样机功率

{'zh': '5', 'en': '5'} kW

技术优势

低压下效率更高

π网络阻抗变换改善了低电池电压条件下的系统效率，减少充电过程中的能量损耗。

应对耦合变化

水下定位误差导致耦合系数大幅变化，该方法通过阻抗变换在低耦合时仍维持高功率传输。

软开关实现

论文推导了零电压开关（ZVS）条件，在实际系统中可降低开关损耗，提高可靠性。

兼容多电池电压

AUV电池类型和电压多样，设计的π网络参数可适配不同电压，避免功率下降。

应用场景

• 水下机器人无线充电：AUV无需精确对接即可快速充电，减少回坞时间。
• 无线电能传输：低耦合下仍能传输大功率，扩展无线电能传输的应用范围。
• 水下传感网供电：为水下传感器节点提供大功率无线供电，支持长期部署。
• 大功率电池快充：低压电池也能实现高效大功率充电，缩短充电时间。