用于磁耦合无线功率传输系统的单源开关电容器多电平逆变器

本文提出了一种用于磁耦合无线电力传输（MC-WPT）系统的单源开关电容器多电平逆变器。 拟议的逆变器由一个直流电源，两个半桥和新颖的可扩展I型开关电容器模块组成。 它可以产生幅度更大，总谐波失真更低的阶梯波形电压，并且所有电源开关的电压应力都等于直流输入电压，因此，低电压容量的电源开关可以获得较高的输出功率。 与现有的多电平逆变器相比，提出的逆变器需要更少的功率开关和能量存储组件来生成相同数量的电压电平，这意味着更好的升压能力。 此外，无需平衡电路或控制算法，即可轻松实现开关电容器的自电压平衡。 分析了该逆变器的拓扑结构，工作原理，输出电压和自电压平衡能力，并与现有多电平逆变器进行了比较。 设计了开关电容器的调制策略和值，并对软开关状态和功率损耗进行了分析和计算。 最后，通过对1kW MC-WPT系统进行实验设置，验证了理论分析的正确性以及所提出逆变器的可行性和优越性。