无线电能传输技术中的恒压输出和最大效率问题，提出了一种基于能量注入的移相恒压控制无线电能传输技术。首先通过电路分析得到系统电压增益和传输效率等特性函数，在此基础上设计了一种新型控制方法，通过改变逆变器的能量注入占空比和移相角，实现在负载变化时系统的最大效率和恒压输出。

实验结果验证了所提方法的可行性和理论分析的正确性，在整个负载变化范围内，采用能量注入的移相恒压控制方法时整机效率比常见的移相恒压控制方法提高3%~10%，满载时整机效率达到89%。

无线电能传输技术主要应用于交通运输、植入式医疗设备、消费电子和工业等领域。无线电能传输系统的负载通常为电机或电池，因此一般希望系统输出电压保持恒定。通过调节发射回路DC/DC变换器的占空比、逆变器的工作频率等方法可以实现输出电压恒定，但是发射回路添加DC/DC变换器增加了线路的复杂性，频率调节会破坏系统的谐振状态。

为保证系统的高效率，研究人员提出了多种技术方案，例如利用接收回路DC/DC变换器控制系统输出电压，同时通过等步长调节发射回路DC/DC变换器输出电压搜索最小输入电流工作点来实现系统的最大效率，但是该方法调节缓慢，并且添加DC/DC变换器会降低系统效率，增加其体积和控制复杂性。

整流器输入等效电阻Re为实际负载电阻RL的8/π2倍，若系统的最优负载大于该值，则调节能量注入占空比D无法使Re等于最优负载，因此进行参数设计时，应使最优负载小于8RL/π2。

直流电压源E的输出值保持恒定，系统最大效率恒压输出控制由在线调节逆变器的能量注入占空比D和移相角α来实现。通过上一周期的能量注入占空比D(n)和测量得到的系统输出电压Uo及电流Io可得等效电阻Re：

为验证本文提出的能量注入和移相恒压控制方法，电路图搭建了无线电能传输系统。直流电源电压为25 V，输出电压设置为24 V，输出功率为5~30 W。发射线圈与接收线圈结构相同，为平面螺旋线圈，采用300股直径0.04 mm的利兹线绕制而成，共28匝，最大直径为70 mm，自感L1和L2为24.1 μH，线圈电阻为0.18 Ω，两线圈间距10 mm，互感M为11.45 μH。

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