Nicola FEMIA | Progetti

WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEMS

Il progetto si pone come obiettivo la formulazione di modelli e tecniche di controllo per l'ottimizzazione di sistemi WPT per la carica di batterie. Allo scopo, saranno considerati come applicazioni di riferimento un caricabatterie per dispositivi wearable (smart watch, auricolare bluetooth), che costituisce l'oggetto di una collaborazione di ricerca fra il gruppo proponente e il Texas Instruments Silicon Valley Kilby Laboratory, Santa Clara (CA), USA, e un caricabatterie per veicoli elettrici, oggetto di una collaborazione con il dipartimento di Ingegneria Elettrica dell'Università di Malaga, Spagna.Nella prima fase del progetto sarà affrontato il problema della determinazione delle caratteristiche di uscita tensione-corrente e potenza-corrente di un sistema WPT con inverter primario e rettificatore secondario controllati. In particolare, si analizzerà la sensitività di tali caratteristiche rispetto alle capacità risonanti parametrizzate in funzione dei valori delle induttanze dei coils trasmettente e ricevente. Inoltre saranno sviluppati modelli dei post regolatori di uscita dei sistemi WPT comprensivi delle perdite al fine di individuare le condizioni di accoppiamento con il sistema WPT fisicamente realizzabili nei diversi campi di tensione, corrente e potenza richiesti dalle due diverse applicazioni considerate.Nella seconda fase della ricerca si procederà con lo sviluppo di opportune tecniche di controllo per la stabilizzazione e la regolazione dei sistemi WPT. In particolare, poiché gli effetti congiunti delle tolleranze degli elementi passivi del sistema WPT, del coefficiente di accoppiamento, e del tipo di carico si traducono in una relazione non lineare non monotona fra la potenza, la tensione e la corrente di uscita, il duty-cycle e il phase shift del rettificatore controllato, si prevede di implementare tecniche di controllo digitale multivariabile non lineari.Si prevede infine di effettuare la validazione delle metodologie di progetto mediante test sperimentali condotti in parte presso il Laboratorio di Circuiti Elettronici di Potenza e Fonti Rinnovabili del DIEM, su prototipi realizzati in collaborazione con il Texas Instruments Silicon Valley Kilby Laboratory.