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关于无线节能组无线电能输出功率测量

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杭州电子科技大学信标小组
于2021.4.20

 

近期部分参加 全国大学生智能车节能信标组 的同学拿到了由龙邱提供的信标。对于它所能够提供的无线充电功率进行了测试。发现它能够远超过50W的输出功率。下面是由杭州电子科技大学信标小组测量的结果。

 

01 测试条件


1.测试原理图

其中A1、A2为测试所用的恒流源负载,如下图所示:

▲ 测试原理图

2.电子负载

▲ 作为测量输出功率的电子负载

3.测量读数

接收线圈采购自龙邱,接收线圈距离发送线圈约10mm,保持内切。 测得得功率值如下:

▲ 两个电子负载显示的输入功率

4.结果分析

由于单个功率测试仪的最大耗散功率为35W,我们使用两个测试仪并联测试。 左侧测试仪示数为33.05W,右侧测试仪示数为28.45W,总功率为61.5W,总电流为8.03A。

昨日测得总功率为70.4W,此时电流为11A左右,仍未达到峰值,推测峰值在75W左右。

肖特基二极管的损耗为411/20.6=13.2W(电流在正半周与负半周分别流过两组二极管,因此需要除2),这是一个估计值,由于二极管具有正温度效应,不妨取10W。

那么接收到的总功率为85W左右,这一数值是有功功率。

昨日在测试最大功率时肖特基二极管过热,甚至因为焊锡熔化而从PCB上脱落,因此今天测试时没有再将功率提升至这么大,这并不影响就发射线圈缺少功率限制机制的问题的说明。

 

02 来自龙邱的测试


下面是由信标灯提供者龙邱给出的测试结果。

1.高压输出

采用并联谐振的方式,获得输出电压70V,在电子负载中获得了51.1W的输出。然后随着设置功率的增加,这个功率就不会在上升了。

▲ 高要输出下输出功率受限

因此,在大电压,小电流情况下,无线充电模块具有功率输出限制。

2.低压输出

下面是将输出电压限制在30V,可以看到接收到的电功率达到了68W左右,远超过了50W的功率限定值。

▲ 低压输出线获得电功率超过50W

3.修改U6程序

根据 无线节能信标调试说明-2021-3-3 可以知道由龙邱给出的无线信标中,通过采集功率半桥的工作电流进行反馈,来限制功率半桥的输出功率,进而达到限制输出功率的目标。

因此,通过将原来CONTROL.H中的I_BUS_SET常量由原来1200 降低到800,重新进行测试,测试输出不同电压下的最大输出功率。

(1)输出30V下的功率

修改程序号,在30V下可以将输出功率限制在50W。

▲ 修改程序号,在30V下可以将输出功率限制在50W

(2)输出12V电压

在输出12V下,最大的输出功率为34W。

▲ 输出12V下,最大输出功率为34W

(3)输出电压10V

输出10V下最大输出功率为32W.

▲ 输出10V下最大输出功率为32W

 

▌测试结论 ▌


根据前面来自于杭州电子科技大学以及龙邱的测试结果来看。对于输出电压为高电压,输出电流小的这种情况,输出功率被限制在50W左右。

如果输出的电压降低(7 ~ 8V,30V)此时所能吧获得的输出电功率就会大大增加了。

通过修改U6程序中的控制电流设定参数,可以进一步减少输出功率。但是通过后面测测试发现,输出功率随着输出电压的不同,最大输出功率会有一定的变化。

具体原因是什么呢?

 


■ 相关文献链接:


转载:https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/115972217
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