Immittance Network-based High-frequency Paralleled Inverters for Capacitive Wireless Charging Systems

En este proyecto se presenta un sistema capacitivo de transferencia de potencia inalámbrica (WPT) de alta frecuencia y alta potencia, usando inversores paralelos basados en redes de inmitancia. La técnica basada en redes de inmitancia con conexión en paralelo es fácilmente escalable, permitiendo conectar paralelamente cualquier número de inversores dependiendo de las necesidades de la potencia de salida del sistema. Se presenta una metodología de diseño integral del sistema WPT capacitivo usando inversores paralelos basados en redes de inmitancia. También se muestra la efectividad de las redes de inmitancia para mantener una potencia de salida constante y suprimir las corrientes diferenciales entre los inversores en paralelo en presencia de desajustes, validándose mediante simulaciones. Además, se compara el rendimiento de diferentes configuraciones de redes de inmitancia para inversores en paralelo en un sistema WPT capacitivo. Finalmente, los resultados de la simulación se validan experimentalmente utilizando dos prototipos de sistemas WPT capacitivos de entrehierro de 12 cm a 6,78 MHz que transfieren 2200 W de potencia.

This project proposes a high-frequency high-power capacitive WPT system using immittance network-based paralleled inverters. The immittance network-based paralleling technique is easily scalable, allowing to parallel any number of inverters based on the system output power requirement. A comprehensive design methodology of the immittance network-based paralleled inverter capacitive WPT system is presented. The effectiveness of the immittance networks in maintaining a constant output power and suppressing the differential currents between the paralleled inverters in the presence of mismatches is also shown and is validated using simulations. Furthermore, the performance of different immittance network topologies for paralleling inverters in a capacitive WPT system is compared. Finally, the findings of this study are validated using two prototype 6.78-MHz 12-cm air-gap capacitive WPT systems that transfer 2200 W power.