中短距離磁耦合無線能量傳輸研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品對供能的通用性、便攜性及可持續(xù)性使用要求越來越高,無線能量傳輸(WPT)特別是對于中短距離無線能量傳輸?shù)难邪l(fā)越來越迫切。毫無疑問中短距離磁耦合無線能量傳輸是一項非常新穎和實用的供能技術(shù),此技術(shù)與傳統(tǒng)供能方式即有線供電相比具有電子產(chǎn)品移動性強(qiáng)、極不易產(chǎn)生接觸性火花、環(huán)境美觀以及無電線暴露等特點,這些特點使此技術(shù)極其適用于便攜式電子設(shè)備、不穩(wěn)定易燃易爆環(huán)境下設(shè)備供能以及環(huán)境美化等特殊條件下的供能。此技術(shù)的研究與應(yīng)用將極大的加強(qiáng)國

2、內(nèi)供能技術(shù)研究薄弱環(huán)節(jié),并且所研究的高穩(wěn)定安全性、中短距離、高效率及大功率的技術(shù)具有廣闊的前景和極高的價值,不僅可應(yīng)用于電動能源車輛充電體系、無線傳感體系及無線射頻識別(RFID)方面,并且還在智能家居體系、便攜式電子移動設(shè)備、工業(yè)型智能機(jī)器、油田礦井等領(lǐng)域有極高的研究與應(yīng)用價值,對電磁理論和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展與普及具有深遠(yuǎn)的意義。
　　本文主要針對中短距離磁耦合無線能量傳輸系統(tǒng)進(jìn)行研究與探索,通過理論論證、子系統(tǒng)仿真與優(yōu)化、總體系統(tǒng)

3、調(diào)試與測試,驗證了中短距離磁耦合無線能量傳輸?shù)目蓱?yīng)用性與高效率性。開創(chuàng)性的設(shè)計與制作出可連接日常交流電源的印刷電路板(PCB)磁耦合無線能量傳輸整機(jī)系統(tǒng),并且需注意的是整機(jī)系統(tǒng)的工作距離與工作能量傳輸效率是整篇論文的研究重點與核心。
　　在本論文開始階段,首先對三種無線能量傳輸技術(shù)進(jìn)行對比闡述,并對中短距離磁耦合無線能量傳輸?shù)膰鴥?nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行分析,簡要的指出課題的主要工作內(nèi)容和研究意義。
　　然后,通過耦合模式理論對磁共振耦合

4、模型進(jìn)行理論分析,并基于基爾霍夫回路電壓方程分別對非補(bǔ)償共振電路和三種補(bǔ)償共振電路進(jìn)行理論推導(dǎo)與分析。
　　接著,通過電磁理論方法對磁共振耦合線圈系統(tǒng)進(jìn)行理論推導(dǎo)和特性研究,并基于等效電路分析、HFSS仿真以及ADS仿真對補(bǔ)償共振電路進(jìn)行負(fù)載輸出功率、能量傳輸效率和補(bǔ)償電容研究。
　　隨后,分別對系統(tǒng)中的初級驅(qū)動電路和次級整流電路進(jìn)行實際應(yīng)用芯片確定及其工作原理分析,繪制系統(tǒng)初級整體電路和次級整體電路結(jié)構(gòu)圖。
　　其次