การปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบถ่ายโอนกำลังแบบอินดักทีฟที่ใช้ในการประจุแบตเตอรี่ด้วยการควบคุมความถี่ร่วมกับการปรับตัวชดเชย
DOI: 10.14416/j.ind.tech.2024.08.014
คำสำคัญ:
การประจุแบตเตอรี่, กระแสคงที่, แรงดันคงที่;, ระบบส่งกำลังไร้สายแบบอินดักทีฟ;, การปรับปรุงประสิทธิภาพบทคัดย่อ
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการส่งกำลังไฟฟ้าแบบอินดักทีฟในการประจุแบตเตอรี่ช่วยทำให้เกิดความสะดวกและปลอดภัยในการใช้งานมากยิ่งขึ้น ขณะทำการประจุแบตเตอรี่ค่ากระแสหรือแรงดันของแบตเตอรี่จะแตกต่างกันออกไปตามสถานะประจุของแบตเตอรี่ขณะนั้น ตัวควบคุมของระบบจะต้องสามารถรักษากระแสหรือแรงดันในขณะชาร์จให้คงที่ตามรูปแบบการชาร์จที่ถูกกำหนดมาสำหรับแบตเตอรี่แต่ละชนิด โดยทำการส่งคำสั่งที่เหมาะสมเพื่อไปควบคุมการทำงานของสวิตช์กำลังภายในตัวอินเวอร์เตอร์ บทความนี้นำเสนอเทคนิคในการควบคุมระบบส่งกำลังไฟฟ้าแบบอินดักทีฟด้วยการควบคุมความถี่การสวิตช์ของอินเวอร์เตอร์ร่วมกับการปรับค่าตัวชดเชยเพื่อให้สามารถควบคุมกระแสหรือแรงดันชาร์จแบตเตอรี่ให้คงที่ในขณะที่สามารถรักษาประสิทธิภาพของระบบให้มีค่าสูงได้ ผลการทดลองที่ได้จากระบบทดสอบที่จัดทำขึ้นแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของประสิทธิภาพของระบบ โดยประมาณ 10 % สำหรับโหมดกระแสคงที่ และ 5% สำหรับโหมดแรงดันคงที่ เมื่อเทียบกับวิธีการที่ความถี่สวิตช์ถูกกำหนดให้มีค่าคงที่
เอกสารอ้างอิง
G.A. Covic and J.T. Boys, Inductive power transfer, Proceedings of the IEEE, Proceeding, 2013, 101(6), 1276–1289.
Y. Li, R. Mai, T. Lin, H. Sun and Z. He, A novel WPT system based on dual transmitters and dual receivers for high power applications: analysis, design and implementation, Energies, 2017, 10(2), 1–15.
J. Sallan, J. L. Villa, A. Llombart and J. Fco. Sanz, Optimal design of ICPT systems applied to electric vehicle battery charge, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, 56(6), 2140–2149.
X. Liu and S.Y.R. Hui, Equivalent circuit modeling of a multilayer planar winding array structure for use in a universal contactless battery charging platform, IEEE Transactions on Power Electronics, 2007, 22(1), 21–29.
W. Zhang and C.C. Mi, Compensation topologies of high-power wireless power transfer systems, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2016, 65(6), 4768–4778.
G.A.J. Elliott, G.A. Covic, D. Kacprzak, and J.T. Boys, A new concept: asymmetrical pick-ups for inductively coupled power transfer monorail systems, IEEE Transactions on Magnetics, 2006, 42(10), 3389–3391.
G.A. Covic and J.T. Boys, Modern trends in inductive power transfer for transportation applications, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2013, 1(1), 28–41.
Z. Liu, L. Wang, Y. Guo and S. Li, Primary-side linear control for constant current/voltage charging of the wireless power transfer system based on the LCC-N compensation topology, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2022, 69(9), 8895–8904.
A.B. Khan and W. Choi, Optimal charge pattern for the high-performance multistage constant current charge method for the Li-ion batteries, IEEE Transactions on Energy Conversion, 2018, 33(3), 1132–1140.
W. Zhang, S.-C. Wong, C.K. Tse and Q. Chen, Load-independent duality of current and voltage outputs of a series- or parallel-compensated inductive power transfer converter with optimized efficiency, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2015, 3(1), 137–146.
W. Zhang, S.-C. Wong, C.K. Tse and Q. Chen, Analysis and comparison of secondary series- and parallel-compensated IPT systems, 2013 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Proceeding, 2013, 2898–2903.
X. Qu, H. Han, S.-C. Wong, C.K. Tse and W. Chen, Hybrid IPT topologies with constant current or constant voltage output for battery charging applications, IEEE Transactions on Power Electronics, 2015, 30(11), 6329–6337.
S. Bai, Z. Pantic and S. Lukic, A comparison study of control strategies for ZVS resonant converters, IECON 2010 - 36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Proceeding, 2010, 256–262.
K. Aditya and S.S. Williamson, Design considerations for loosely coupled inductive power transfer (IPT) system for electric vehicle battery charging - A comprehensive review, IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), Proceeding, 2014, 1-6.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ผลงานวิจัยและบทความวิชาการที่ปรากฏในวารสารนี้ เป็นความคิดเห็นอิสระของผู้เขียน ผู้เขียนจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลทางกฎหมายใด ๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นจากบทความนั้น กองบรรณาธิการและคณะจัดทำวารสารฯไม่จำเป็นต้องเห็นด้วยเสมอไป
