基于DSP的非接触式电源系统的研究

非接触式感应耦合电能传输(ICPT)系统是一种新型的电能传输技术,它摆脱了传统供电方式通过导体直接接触供电的方式,通过感应电磁耦合关系向负载提供电能,彻底消除了接触电火花的存在,减小了机构磨损,具有免维护或低维护运行的特点。它以其安全、环保、低维护、适应性强等优点得到了迅速发展。 本文首先介绍了以ICPT技术为基础的非接触式电源的原理、基本结构与发展现状,对非接触式电能传输系统的关键部件松耦合变压器的实现结构进行了分析,在常规变压器的数学模型的基础上推导出松耦合变压器的数学模型,导出其关键参数的计算方法。对松耦合变压器的磁路进行分析,针对其磁路磁阻大、耦合率偏低的特点,为了获得最大的电能传输效率,我们对松耦合变压器的原、副边相对位置不同时进行了ANSYS数学仿真,找出了变压器结构与电能传输效率的关系,为松耦合变压器的研制提供了理论指导。 为了减小系统的损耗,提高电能传输效率,文中采用了基于移相全桥ZVSZCS—PWM控制的高频谐振逆变器,在合理设计电路参数的情况下,该电路能实现零电压、零电流软开关,降低了对功率器件的电流与电压冲击,有效地减小了电路损耗,提高了系统效率,在MATLAB中对其工作性能进行的仿真验证了该种控制方法能有效地提高系统的电能传输效率。 文章最后提出了将TMS320F240型DSP应用于非接触式电源系统的一种实现方案,给出了控制系统的硬件框架及主要程序的软件流程图。