非接触感应供电技术及其在扭矩测试中的应用

XKT-408A 集成芯片产生67 kHz 的方波信号，通过驱动T5336 集成晶闸管在原边绕组中产生频率为67 kHz 的高频交变电流，副边绕组感应得到的交变电流经过整流滤波稳压电路得到纹波很小的直流电。

为了确保负载能够获得稳定的电流，副边采用并联补偿;为了降低对电源电流的要求，原边采用并联补偿。

由式(11)可计算得到副边电路的补偿电容，C1 =226 pF.

在根据表1中的PP架构公式计算原边电路的补偿电容时，因公式中存在变量负载电阻R 和互感系数M,满足原边电路处于谐振的补偿电容是一个变化值。对于扭矩测试，负载电阻为90~900 Ω，互感系数为0~ Lp Ls,计算原边补偿电容，C3 = 0~ 1 100 pF,为了使电路尽量处于谐振附近，这里取中间值，C3 = 550 pF.

副边输出电压可按照扭矩测试系统的要求通过调节电阻R2 和R4 的阻值在5~12 V之间调节。

2.2 输出特性分析

为了分析非接触感应供电模块的输出特性，本文测量了接入10~100 Ω范围内不同电阻时的输出电压结果。

表2为原、副绕组距离为5 mm,接入不同负载电阻时的输出电压。输出电压与负载电阻的关系如图7所示。

由表2和图7可知，本文设计的非接触感应供电模块在供应电压为9 V时，最大可提供180 mA的电流，能够充分满足低能耗扭矩测试的需要。

3 结论

本文利用互感模型研究原、副边补偿，得出了原、副边补偿电容的计算方法，改善了副边电路的输出特性，提高了原边电路的功率因数;提高耦合频率可提高传输功率，然而频率的增大会使供电系统的体积和成本增加;本文设计的非接触感应供电模块电路能够在保证电压稳定的基础上提供180 mA的电流，可满足扭矩测试的供电需求。非接触感应供电技术研究及其在扭矩测试中的应用将具有重要的理论研究意义和工程应用价值。