非接觸感應(yīng)供電技術(shù)及其在扭矩測(cè)試中的應(yīng)用

XKT-408A 集成芯片產(chǎn)生67 kHz 的方波信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)T5336 集成晶閘管在原邊繞組中產(chǎn)生頻率為67 kHz 的高頻交變電流，副邊繞組感應(yīng)得到的交變電流經(jīng)過(guò)整流濾波穩(wěn)壓電路得到紋波很小的直流電。

為了確保負(fù)載能夠獲得穩(wěn)定的電流，副邊采用并聯(lián)補(bǔ)償;為了降低對(duì)電源電流的要求，原邊采用并聯(lián)補(bǔ)償。

由式(11)可計(jì)算得到副邊電路的補(bǔ)償電容，C1 =226 pF.

在根據(jù)表1中的PP架構(gòu)公式計(jì)算原邊電路的補(bǔ)償電容時(shí)，因公式中存在變量負(fù)載電阻R 和互感系數(shù)M,滿足原邊電路處于諧振的補(bǔ)償電容是一個(gè)變化值。對(duì)于扭矩測(cè)試，負(fù)載電阻為90~900 Ω，互感系數(shù)為0~ Lp Ls,計(jì)算原邊補(bǔ)償電容，C3 = 0~ 1 100 pF,為了使電路盡量處于諧振附近，這里取中間值，C3 = 550 pF.

副邊輸出電壓可按照扭矩測(cè)試系統(tǒng)的要求通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R2 和R4 的阻值在5~12 V之間調(diào)節(jié)。

2.2 輸出特性分析

為了分析非接觸感應(yīng)供電模塊的輸出特性，本文測(cè)量了接入10~100 Ω范圍內(nèi)不同電阻時(shí)的輸出電壓結(jié)果。

表2為原、副繞組距離為5 mm,接入不同負(fù)載電阻時(shí)的輸出電壓。輸出電壓與負(fù)載電阻的關(guān)系如圖7所示。

由表2和圖7可知，本文設(shè)計(jì)的非接觸感應(yīng)供電模塊在供應(yīng)電壓為9 V時(shí)，最大可提供180 mA的電流，能夠充分滿足低能耗扭矩測(cè)試的需要。

3 結(jié)論

本文利用互感模型研究原、副邊補(bǔ)償，得出了原、副邊補(bǔ)償電容的計(jì)算方法，改善了副邊電路的輸出特性，提高了原邊電路的功率因數(shù);提高耦合頻率可提高傳輸功率，然而頻率的增大會(huì)使供電系統(tǒng)的體積和成本增加;本文設(shè)計(jì)的非接觸感應(yīng)供電模塊電路能夠在保證電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)上提供180 mA的電流，可滿足扭矩測(cè)試的供電需求。非接觸感應(yīng)供電技術(shù)研究及其在扭矩測(cè)試中的應(yīng)用將具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。