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3、电场耦合式CET系统
电场耦合式CET系统的基本原理如下图所示。
电能通过高频谐振电力电子变流器连接到两个一次金属平板;当两个隔离的二次平板被插入时,平板间会形成交变电场,并产生可以传导的偏置电流。以这种形式,电能可以在无直接电气接触的情况下传递到负载,且可以在一定自由度内移动一次及二次平板的位置。二次平板电路中通常会串接电感,以调节等效耦合电容并增大输出功率;电能最终通过整流器及电容滤波后供给负载。耦合金属平板的表面通常会覆盖绝缘材料,以提供电气绝缘特性,同时增大耦合电容。
与磁场耦合式CET系统相反,电场耦合式CET系统利用了电场,因此金属屏障并不影响。由于金属平板间的电场强度受限,电场耦合式CET系统具有降低电磁干扰的能力。电场耦合式CET系统的功率等级为5-50W,效率为50%-80%。其典型应用场合包括LED灯供电、手机充电、呼吸机传感器、生物电测量等。
4、磁场耦合式CET技术
磁场耦合式CET(Inductive CET, ICET)系统包含一个一次侧谐振变流器,用于将直流电能变换为高频交流电能。之后,交流电能通过变压器(耦合系数为k)传输到二次侧接收器。
由于原、副边之间没有电气连接,因此可以在一定范围内移动(线性移动或旋转),保证了负载供电的灵活性、便携性和安全性。高频交流电能在二次侧被整流电路转换为符合负载需求的直流电能。大多数情况下,该电路采用二极管整流器与电容滤波的组合;在一些特殊应用场合(恒功率交流/直流负载),会采用有源整流或逆变的形式。因此,磁场耦合式CET系统主要包含的组件为:一个大气隙变压器和谐振变换器。几种典型CET技术对比结果如下表所示:
4.1 磁场耦合式CET技术的分类
根据功率等级及气隙长度的不同,磁场耦合式CET可采用不同的变压器铁芯。
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