Современная электроника №5/2026

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 5 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2026 Рис. 2. Последовательно – последовательная схема системы беспроводной передачи энергии Рис. 3. Параллельно – параллельная схема системы беспроводной передачи энергии Рис. 4. SPICE-модель первичной стороны устройства БПЭ. Параллельная схема компенсации В этой связи авторы ставили перед собой задачу исследовать конфигура­ цию компенсирующей схемы и геоме­ трию обмоток для поиска оптималь­ ного режима работы при различных взаимных положениях первичной и вторичной обмоток. 2.2. Конфигурация резонансной схемы Компенсирующая схема с одним конденсатором может быть подклю­ чена последовательно или параллель­ но к обмотке системы БПЭ, что даёт четыре возможные комбинации резо­ нансной схемы (т.е. комбинации топо­ логий первичной и вторичной сторо­ ны). Также известны применения схем без компенсации на вторичной сто­ роне, что добавляет пятый вариант, который тоже необходимо рассмо­ треть. Таким образом, для рассмотре­ ния остаются: ● последовательно – последовательно; ● последовательно – параллельно; ● параллельно – последовательно; ● параллельно – параллельно; ● параллельно – нескомпенсированно. Задача анализа на данном этапе заключается в поиске оптимальной комбинации компенсирующих схем на первичной и вторичной сторонах. При расчётах и моделировании смещения учитываются как умень­ шение коэффициента магнитной свя­ зи. Анализ компенсирующих сетей проводился в работах [2, 5, 6]. В рабо­ те [2] выведены уравнения для рас­ чёта ожидаемого КПД для различ­ ных компенсирующих сетей. Схема для конфигурации «последователь­ но – последовательно» показана на рис. 2, где: ● V1 – источник переменного напря­ жения; ● R1 – эквивалентное последователь­ ное сопротивление (ESR) первичной обмотки L1; ● R2 – ESR вторичной обмотки L2; ● M – взаимная индуктивность; ● RL – сопротивление нагрузки. КПД этой схемы рассчитывается по формуле: , (1) где рабочая частота ω 0 : . (2) Конфигурация «параллельно – параллельно» показана на рис. 3. КПД для этого случая предлагается рассчитывать следующим образом: . (3) Формулы (1)–(3) выведены на осно­ ве ряда упрощений, наиболее значи­ мым из которых является предполо­ жение, что резонансная частота не зависит от взаимной индуктивно­ сти, а нагрузка представляет собой простое активное сопротивление. На практике резонансная частота зависит от взаимной индуктивности, а нагруз­ ка обычно является аккумулятором, потребляющим постоянный, а не пере­ менный ток. 2.3. Конфигурация и проектирование обмоток Оптимальная конфигурация обмо­ ток зависит от передаваемой мощ­ ности и возникающих при эксплу­ атации смещений обмоток. Для снижения смещений предлагается применять пирамидальную конструк­ цию посадочного модуля [7] или пло­ ский массив [8] передающих обмоток. Авторам представляется, что система