无人搬运车（AGV）无接触供电系统中MOS管的应用选择

VBsemi

无人搬运车

       今年由于疫情影响，制造业受到冲击而发展放缓，但是AGV（Automated Guided Vehicle）小车却在现代智能物流领域展现出其独特的应用优势。

【图来源：高工产研机器人研究所（GGII）】

       虽然中小型机器人公司仍在面临海外市场萎缩和跨境施工的挑战，但是无人搬运车的头部企业却实现了企业销售额的成倍增长，除了“马太效应”的影响，还有疫情造成的劳动力短缺和安全因素，在物流仓储等领域的表现更为突出。所以，从长期来看，迫切的解决劳动力短缺和人工成本的意愿是不可阻挡的，AGV行业的前景一定是向好的。

       2018年，Li Xiaoyin曾在中文核心《电力系统保护与控制》中提出一种AGV分块式无接触供电系统(Contactless Power System,CPS)，比用传统电池供电的传输电能的效率高，减少电子元器件工作时间、降低元器件耗损的同时还符合节能减排战略，适用于工厂车间。经仿真实验得出此系统长期使用后用电量仅为未分块供电系统的10%。

AGV无接触式供电系统

（1）分块式无接触供电系统工作原理

此系统利用了电磁感应原理，将供电轨道分成数块，采用分离式变压器即可将一次绕组安装在供电轨道下，而二次绕组安装在AGV小车上。由于分离式变压器中气隙存在而导致电能传输效率低，需要对电压变频以增加传输电能的密度。

当小车在轨道上经过某一块压力传感器时，数据通过控制系统传递给供电系统，供电系统才开始供电，没有小车经过时不供电，确保一次最多只有和AGV接触的两块分块轨道通电。

【变压器原边和轨道的分块设计】

       无接触供电系统主要是交流电经过整流滤波变成直流电，再进入高频逆变电路输出高频交流电，后经过分离式变压器使二次侧线圈产生交流电，再通过整流滤波电路变成直流电给AGV小车供电。

【CPS的主要结构】

（2）无接触供电系统主要参数

l 供电电源：三相220V、50Hz的交流电

l 滤波电路电解电容：450V、470μF

l 整流桥：6个DF60BA80二极管

l 滤波电路负载阻抗：100Ω

l 高频逆变电路输入电压：DC  260V

l SPWM调制电路：LM339AJ比较器

l 系统供给小车的充电电压：DC  24V

【整流滤波电路】

【高频逆变电路】

（3）高频逆变电路中MOS管的选择条件

l 耐压大于整流滤波输入电压260V

l 高频逆变器需要将50Hz的工频电变成20kHz的高频电流

可选用的MOS管型号：

①VBPB15R18S

②VBP15R30S

③VBP15R47S

④VBPB15R18S

⑤VBPB15R30S

⑥VBP15R50S

【可选用的VBsemi微碧产品参数】

【单个MOS管的驱动电路】

       此分块式无接触式供电系统可以不间断地对AGV充电，增加AGV的工作时间，大幅提高了AGV小车在物流运输系统的工作效率，而且分块式的轨道给企业节省了用电成本。

微碧半导体MOS管封装及应用

      微碧半导体企业主要产品的封装有：SOP-8 、TO-220（F）、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN、AO3400、IRF540、IRF630等系列封装产线。

【微碧部分MOS管产品封装】

       广泛应用于3C数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网IoT、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、MID\UMPC 、GPS、蓝牙耳机、PDVD、车载DVD、汽车音响、液晶显示器、移动电源、手机电池（锂电池保护板）、LED电源等产品。微碧半导体有限公司以饱满的激情，拼搏务实的干劲，不断创新进取，致力于为客户群体打造出一座高效、便捷、直通、优质的服务桥梁。

参考文献

[1]李晓英.AGV分段无接触供电系统设计[J].电力系统保护与控制,2018,46(17):131-137.

[2]朱春波,姜金海,宋凯,张千帆.电动汽车动态无线充电关键技术研究进展[J].电力系统自动化,2017,41(02):60-65+72.

[3]宋凯,朱春波,李阳,李晓宇,赵鑫.基于磁耦合谐振的自主无线充电机器人系统设计[J].电工技术学报,2014,29(09):38-43.

[4]秦奋,赵强,苏成利.电动汽车无线充电系统仿真与设计[J].国外电子测量技术,2014,33(07):45-48.

[5]陈新,张桂香.电磁感应无线充电的联合仿真研究[J].电子测量与仪器学报,2014,28(04):434-440.