級聯(lián)型磁諧振無線驅(qū)動小功率供電系統(tǒng)研究.pdf

1、在日常家居和辦公場合，小功率設(shè)備普遍存在且位置相對集中，實(shí)現(xiàn)此類區(qū)域中小功率設(shè)備多樣化無線供電具有潛在的應(yīng)用前景。為此，本文提出了一種級聯(lián)型磁諧振無線供電系統(tǒng)方案，以應(yīng)用于家居和辦公等區(qū)域內(nèi)的小功率設(shè)備供電，該系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可看作單個高頻交流源、多傳輸網(wǎng)絡(luò)以及多負(fù)載級聯(lián)組成。因小功率設(shè)備易切入、切出以及等效負(fù)載易發(fā)生變化，且當(dāng)某一級負(fù)載發(fā)生變化時，各級負(fù)載的供電特性會受到較大影響，因此實(shí)現(xiàn)各級傳輸網(wǎng)絡(luò)的解耦設(shè)計(jì)是本文研究的重點(diǎn)，包括高頻交

2、流源與傳輸網(wǎng)絡(luò)的解耦設(shè)計(jì)，以及各級傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的解耦設(shè)計(jì)，完成的主要內(nèi)容和研究成果如下：
　　首先，為滿足高頻交流源高頻高效的工作特點(diǎn)，本文選用 E類放大器作為高頻交流源。針對 E類放大器輸出電壓隨負(fù)載變化較大的問題，本文提出了一種 E類放大器寬負(fù)載恒壓工作特性的設(shè)計(jì)方法。即通過對經(jīng)典 E類放大器進(jìn)行等效變換以及引入二次諧波濾除電路，得到的改進(jìn)E類放大器具有寬負(fù)載恒壓工作特性，同時實(shí)現(xiàn)了其與傳輸網(wǎng)絡(luò)的解耦設(shè)計(jì)。該部分所得到的改進(jìn)

3、E類放大器可為高頻交流源設(shè)計(jì)提供參考。
　　其次，針對家居和辦公等區(qū)域中部分小功率設(shè)備存在恒流或恒壓的供電特性，本文探討了引入復(fù)合無源補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)負(fù)載端恒流或恒壓供電的設(shè)計(jì)策略。首先探討了線圈在基本補(bǔ)償方式下的傳輸特性，以串串補(bǔ)償結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)，在發(fā)射線圈端或接收線圈端引入復(fù)合無源補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)系統(tǒng)的輸出阻抗特性以滿足負(fù)載的恒定供電特性，同時分析了復(fù)合無源補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)位置和線圈寄生電阻對系統(tǒng)傳輸效率和恒定供電特性的影響。因發(fā)射線圈

4、和接收線圈的寄生電阻對傳輸效率和恒定特性的影響不同，由此采用不對稱線圈結(jié)構(gòu)以改善系統(tǒng)的傳輸效率和負(fù)載端恒定輸出效果。本部分的研究內(nèi)容提供了一種負(fù)載恒流或恒壓的設(shè)計(jì)方法，可為工程實(shí)際應(yīng)用提供理論參考和借鑒。
　　最終，提出了一種級聯(lián)型的磁諧振無線供電方案。為減小傳輸網(wǎng)絡(luò)的級間關(guān)聯(lián)性，每級傳輸網(wǎng)絡(luò)采用與上述恒流或恒壓輸出相同的設(shè)計(jì)方法，即引入復(fù)合無源補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，在滿足負(fù)載恒流或恒壓供電的同時，實(shí)現(xiàn)各級傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的解耦設(shè)計(jì)，并將其應(yīng)用于