???????非接觸電能傳輸系統的核心環節就是高頻交變磁場的產生，目前普遍采用的方法是利用軟開關諧振變換器將輸入低頻交流電(或者直流電)轉換為高頻交流電，所使用的電路拓撲主要為AC-DC-AC或是DC-AC拓撲[5]。對工頻交流輸入的場合，傳統AC-DC-AC拓撲存在電路復雜、效率低、成本高等缺點。為此，人們提出了一種新型的AC-AC變換拓撲來實現從低頻交流到高頻交流的直接變換[6]。這種新型的變換拓撲基于一種能量注入控制方法，當輸出電流幅值高于設定值時，可使諧振回路的能量自由振蕩或者回饋到電網;當輸出電流幅值低于設定值時，向諧振回路注入能量。具有電路拓撲簡單、可靠性高、轉換效率高、低EMI等優點，在非接觸電能傳輸系統及感應加熱電源系統中有著很好的應用前景。

　　為了實現新型AC-AC變換拓撲所有開關器件的軟開關控制及輸出電流的幅值控制，本文基于FPGA控制平臺設計了系統的實時幅值控制器，分析了系統的控制要求，設計了控制器硬件及軟件，并進行了實驗驗證。

　　1 AC-AC電路工作原理分析

　　能量注入式AC-AC諧振變換器的拓撲結構如圖1所示。整個電路由4個MOSFET開關管S1、S2、S3、S4，反并聯二極管D1、D2、D3、D4及RLC的串聯諧振網絡組成。S1、S2及反并聯二極管組成的雙向開關用于諧振網絡的能量注入及能量回饋;而S3、S4及反并聯二極管組成的雙向開關則用于控制諧振網絡內能量的雙向流動。

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　　根據輸入交流電VAC的不同極性，電路有著互相對稱的兩個半周期運行模式，即正半周和負半周模式。在每個半周期內，根據諧振電流的不同，電路均存在三種工作模態：能量注入、自由諧振及能量回饋。本文只討論輸入電壓正半周時系統的工作模式，負半周時可以對稱的形式得到。(1)能量注入模態：該模態中S1、D2導通，其余開關管及二極管關斷，能量正向注入諧振回路，諧振電流幅值增大。(2)自由諧振模態：諧振電流正向時，D3、S4導通;諧振電流反向時，S3、D4導通，諧振回路在無能量注入的情況下自由振蕩，諧振電流幅值逐漸減小。(3)能量回饋模態：諧振電流反向時，S2、D1導通，諧振回路向電源回饋能量，諧振電流幅值快速減小。

　　2 控制系統結構設計及電流峰值控制策略

　　為了實現系統輸出諧振電流幅值近似恒定，同時保證系統運行在零電流(ZCS)軟開關模式，基于FPGA芯片設計系統的反饋控制結構框圖如圖2所示。系統為雙閉環控制結構，內環檢測諧振電流的過零信號，用以實現ZCS軟開關工作模式;外環采用誤差比較器將反饋信號與參考電流值進行比較，以確定輸出電流幅值是否在誤差范圍內，從而根據50 Hz交流信號的極性及誤差比較信息判斷系統的工作模態，以穩定輸出諧振電流幅值。

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　　根據上述控制系統結構，結合系統的工作模式，設計系統的峰值控制策略如表1所示。