A major challenge for practical wireless power transfer (WPT) applications is to attain stable power transfer with high and constant transfer efficiency under a dynamic change of coupling condition. In order to address the issue, this paper proposes a novel nonlinear parity-time (PT) symmetric model, wherein the nonlinear saturable gain is provided by a self-oscillating controlled inverter. In this paper, the transfer performance and stability criterion of the nonlinear PT-based WPT system are analyzed based on the coupled-mode theory. The theoretical analysis shows that the proposed system automatically achieves constant output power with constant transfer efficiency against the variation of coupling coefficient. Moreover, based on the gain saturation mechanism, the control strategy for the inverter needs to detect only the current in the transmitter, which eliminates auxiliary circuits of wireless communication for feedback control from the receiver. As a case study of dynamic charging, a drone-in-flight wireless charging platform is improved by applying the nonlinear PT-symmetric model. Experimental results show that when the flying drone hovers in a confined three-dimensional volume of space above the WPT platform, a stable output power is maintained with approximately constant transfer efficiency of 93.6%.

ABSTRACT Flux balance method and state equation method are representative methods to synthesize DC–DC converters according to given conditions. Both of them include a step to synthesize DC–DC converters from equivalent circuits of different intervals, which is difficult to process by manual synthesis. Considering the equivalent circuits can be transformed into loop matrices, a systematic synthesis method of DC–DC converters based on loop matrices is proposed in this paper. The proposed method transforms volt‐second balance equations or state equations into loop matrix in each switching interval, and then outputs all the corresponding DC‐DC converters. As an example, 11 DC–DC converters with the voltage gain of D 2 is synthesized by the proposed method, six of which are firstly proposed. To compare their performances and select the best one, an evaluation index system is constructed, simulations of the converters are carried out to obtain the values of the indices, and analytic hierarchy process (AHP) and entropy method are used to evaluate the converters. Prototypes of the best two converters are built, and the experimental results verify the effectiveness of the proposed synthesis and evaluation method.

The simulated grating for absolute measuring the transfer function of large-aperture Fizeau interferometer is proposed, combining with the surface and homogeneity absolute measurement data, the simulated grating absolute surface data without aberration can be obtained more accurately to achieve the full aperture transfer function absolute measurement at all spatial frequency. A 300mm aperture Fizeau interferometer experimental results show that the absolute surface errors of the three flats are less than λ/20(PV) and λ/100(RMS), and the homogeneity measurement is better than 1*10^-6. The optimized transfer function is better than 0.86 at 1 mm^-1 spatial frequency, which is a 10% improvement.

The parallel connection of multiple coils can improve the power capacity, transmission efficiency and power density of the magnetics. However, there is a problem of unbalanced currents in the parallel branches because the self- and mutual inductances between multiple coil branches are not exactly the same, which leads to uneven losses in each coil branches and reduces the efficiency. Therefore, this paper proposes a segmented parallel compensation method to balance the coil currents, which can improve the system efficiency. However, the proposed method introduces high-frequency harmonic loop currents, which are suppressed by adding differential mode inductors. Firstly, the circuit is modeled and the current balancing condition is analyzed to get the segmented parallel compensation parameter design method. Then, the coil harmonics loop currents are analyzed before and after adding the differential mode inductors. Finally, a 2 kW prototype was built. The system efficiency was improved by up to 1.05% under heavy load compared to traditional method.