无线传输是指利用无线技术进行数据传输的一种方式。随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线传输方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。

近日，神户大学的副教授Mishima Tomokazu和台湾国立中兴大学的Lai Ching-Ming教授合作研发了一种用于无线电力传输的新型功率控制器系统。这种系统精度高、效率高，电路比现有系统简单。这将有助于实现高度可靠和具有成本效益的无线传输系统，对电动汽车、无人机和其他此类车辆尤其有益，同时还可以应用于心脏起搏器等植入式医疗设备的生物医学无线电力传输。

在无线传输系统中，非接触式电力传输发生在传输(Tx)线圈和接收(Rx)线圈之间。但是，如果两个线圈之间距离（间隙）增加并且它们不再处于最佳位置，则会损失大量传输的功率。为了防止由这些事件引起的功率损失和效率降低，有必要根据电池容量控制电气参数，如Tx和Rx线圈电流的频率。因此，电源转换和控制器设备的结构会变得更加复杂。

为了解决上述技术问题，Mishima Tomokazu和Lai Ching-Min及其研究团队开发了一种新颖的控制系统，可将谐振频率跟踪和负载阻抗调节应用于Tx侧的高频逆变器。谐振频率跟踪通过Tx线圈的电流和电压之间的相位差，以高效的方式自动调整高频逆变器的运行。此外，将delta sigma变换（一种处理电信号的技术）应用于高频逆变器的脉冲密度调制，无需在Rx侧使用复杂的额外控制器。

通过这种方式，研究人员开发了一种新颖、实用且具有成本效益的功率控制方案，使无线电力传输系统能够从Tx侧以高精度和高效率运行。这一实验表明，减少电路元件数量是有可能的。

该研究论文题为“Load-Adaptive Resonant Frequency-Tuned - Pulse Density Modulation for Class-D ZVS High-Frequency Inverter-based Inductive Wireless Power Transfer”，已发表IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://ieeexplore.ieee.org/document/9508787

标签： 成本 轻量 紧凑 科学家