Современная электроника №5/2026

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 6 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2026 с одной плоской передающей и одной плоской приёмной катушками, опи­ санная в [9], лучше подходит для решения практической задачи, поэ­ тому именно такая система и будет исследована. 3. Оптимальная структура первичной и вторичной резонансных схем Для поиска оптимальной конфигу­ рации первичной и вторичной ком­ пенсирующих сетей схема была собра­ на в среде LTSpice. Схема первичной стороны показана на рис. 4. NMOS- транзисторы Q1 и Q2 работают в режи­ ме автоколебаний. Частота колебаний задаётся резонансной частотой пере­ дающей обмотки Lw1 и компенсиру­ ющего конденсатора C1. Значения индуктивности Lw1 и сопротивле­ ния RS1 соответствуют измеренным значениям индуктивностей собран­ ных прототипов. Схема первичной стороны с после­ довательной компенсирующей сетью показана на рис. 5. Моделирование проводилось как для двух вышеупо­ мянутых схем с компенсирующим конденсатором на вторичной сторо­ не, так и для схемы без компенсирую­ щего конденсатора. В ходе моделиро­ вания магнитная связь варьировалась от 0,9 до 0,2. Измерялось напряжение, передаваемое от V1 к RL. Анализ результатов моделиро­ вания показал, что максимальная мощность передаётся при сочета­ нии параллельного подключения конденсатора на первичной стороне и отсутствии компенсации на вто­ ричной стороне. 4. Определение подходящей конструкции обмоток Приёмная обмотка по сравнению с передающей может быть: ● равного или немного меньшего ди­ аметра; ● значительно меньшего диаметра. Решение должно приниматься на основе наилучшей передачи энер­ гии при различных смещениях: вер­ тикальном, горизонтальном и угло­ вом, как показано на рис. 6. Влияние смещения по каждой из осей необходимо исследовать отдель­ но от других. Для исследования был собран испытательный стенд, пока­ занный на рис. 7, его силовая часть соответствует схеме, приведённой на рис. 4. В качестве нагрузки схемы приме­ нялся резистор, подключённый после выпрямителя, что позволяет снимать зависимости напряжений на резисто­ ре для определения передаваемой энергии (мощности). Процесс снятия зависимостей выгля­ дел следующим образом. Исследование влияния горизонтального смещения на передаваемую мощность проводилось путём измерения зависимости переда­ ваемой мощности от изменяющегося расстояния между центрами двух кату­ Рис. 5. SPICE-модель первичной стороны устройства БПЭ. Последовательная схема компенсации Рис. 6. Вертикальное, горизонтальное и угловое смещения Рис. 7. Стенд для измерения передаваемой энергии в зависимости от смещения по одной из трёх осей Вертикальное смещение Центр Центр Угловое отклонение Горизонтальное смещение