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저자정보
Eli Abramov (Ben-Gurion University of the Negev) Mor Mordechai Peretz (Ben-Gurion University of the Negev) Ilya Zeltser (Rafael Advanced Defense Systems)
저널정보
전력전자학회 ICPE(ISPE)논문집 ICPE 2019-ECCE Asia
발행연도
2019.5
수록면
979 - 985 (7page)

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This study delineates the conditions for softswitching in capacitively-coupled resonant converters that are compensated with LCLC matching networks. Such converters’ setups are extremely popular in wireless capacitive power transfer(CPT) technology. The detailed analysis explores the intricate relationships between the parameters, operating conditions, and transfer characteristics. It reveals that by design of the compensation networks’ parameters according to the highest expected coupling capacitance, then zero-voltage switching (ZVS) conditions are achieved over the entire operation range. The results of the analysis further outline the necessary conditions for zero-current switching (ZCS) at turn off. Consequently, the system maintains soft-switching both at turn on and turn off, for all switches. This provides a significant potential enhancement of the power transfer and processing efficiency, in particular for applications of wireless energy where the operating frequency is very high. The theoretical analysis and predictions have been verified by simulations and experimentally. The simulation platform incorporates a simple and flexible cross-coupled model, also developed in this study, which is used to evaluate the results under various conditions. The experiments have been carried out on a LCLC capacitive-based WPT prototype operated in the MHz range, and examined through several air-gaps up to 120 mm. An excellent agreement has been obtained between the theoretical work, simulations and the experimental evidence.
#capacitive power transfer #capacitive coupling #soft-switching #zero-voltage switching #zero-current switching #capacitive coupler model #LCLC compensation

목차

Abstract
I. INTRODUCTION
II. SOFT-SWITCHING ANALYSIS
III. SIMULATION-COMPATIBLE MODEL OF LCLC CPT SYSTEM
IV. EXPERIMENTAL VERIFICATION
REFERENCES

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