Diseño de un sistema de compensación en serie-serie intrínsecamente seguro para WPT automotriz LiDAR
Autores: Cardoso, Luiz A. Lisboa; Monteiro, Vítor; Pinto, José Gabriel; Nogueira, Miguel; Abreu, Adérito; Afonso, José A.; Afonso, João L.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Diseño de un sistema de compensación en serie-serie intrínsecamente seguro para WPT automotriz LiDAR
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Impedancia
Compensación
Transferencia de energía inalámbrica
Circuito serie-serie
Desintonización
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La técnica de compensación de impedancia más temprana y simple utilizada en el diseño de transferencia de energía inalámbrica inductiva (WPT, por sus siglas en inglés) es el circuito de compensación serie-serie (SS), que utiliza condensadores en serie con ambos bobinados primario y secundario de un transformador con espacio de aire. A pesar de su simplicidad en la condición resonante, esta configuración muestra una sensibilidad importante a las variaciones de la carga conectada al secundario, especialmente cuando se utilizan coeficientes de acoplamiento más altos en el diseño. En la situación extrema en la que el bobinado secundario se deja en circuito abierto, la corriente en el bobinado primario puede aumentar por encima de los límites de seguridad tanto para el convertidor de energía que alimenta el bobinado primario como para los componentes en el circuito primario, incluido el bobinado en sí. Un enfoque comúnmente utilizado para minimizar este problema es el desintonizado, pero esto también reduce la eficiencia eléctrica de la transferencia de energía. En la transferencia de energía inalámbrica inductiva de baja potencia y distancia fija, se debe verificar un equilibrio justo entre eficiencia y seguridad. Este artículo tiene como objetivo consolidar un procedimiento de diseño simple para dicha compensación serie-serie, ejemplificando su uso en el prototipo de un sistema de WPT para equipos de detección y alcance de luz (LiDAR) automotriz. Las pautas proporcionadas aquí deberían aplicarse igualmente a otras aplicaciones de baja potencia.
Descripción
La técnica de compensación de impedancia más temprana y simple utilizada en el diseño de transferencia de energía inalámbrica inductiva (WPT, por sus siglas en inglés) es el circuito de compensación serie-serie (SS), que utiliza condensadores en serie con ambos bobinados primario y secundario de un transformador con espacio de aire. A pesar de su simplicidad en la condición resonante, esta configuración muestra una sensibilidad importante a las variaciones de la carga conectada al secundario, especialmente cuando se utilizan coeficientes de acoplamiento más altos en el diseño. En la situación extrema en la que el bobinado secundario se deja en circuito abierto, la corriente en el bobinado primario puede aumentar por encima de los límites de seguridad tanto para el convertidor de energía que alimenta el bobinado primario como para los componentes en el circuito primario, incluido el bobinado en sí. Un enfoque comúnmente utilizado para minimizar este problema es el desintonizado, pero esto también reduce la eficiencia eléctrica de la transferencia de energía. En la transferencia de energía inalámbrica inductiva de baja potencia y distancia fija, se debe verificar un equilibrio justo entre eficiencia y seguridad. Este artículo tiene como objetivo consolidar un procedimiento de diseño simple para dicha compensación serie-serie, ejemplificando su uso en el prototipo de un sistema de WPT para equipos de detección y alcance de luz (LiDAR) automotriz. Las pautas proporcionadas aquí deberían aplicarse igualmente a otras aplicaciones de baja potencia.