基于磁耦合共振的無線充電系統(tǒng)研究.pdf

1、無線電能傳輸技術(shù)是當(dāng)前最活躍的研究方向之一,在小型電子設(shè)備、電動交通工具、植入性醫(yī)療等方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。近幾年,無線電能傳輸技術(shù)無論是在創(chuàng)新研究還是在應(yīng)用推廣上都有很大的發(fā)展。本文主要內(nèi)容是磁耦合共振式無線電能傳輸裝置研究以及小功率充電應(yīng)用,在調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,分別用耦合模式理論和電路理論對磁耦合共振式無線電能傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理和傳輸特性進(jìn)行分析,然后利用仿真軟件HFSS建立磁共振式收發(fā)天線模型,對幾種傳輸

2、狀態(tài)以及各元件參數(shù)對傳輸性能的影響進(jìn)行仿真分析,在此基礎(chǔ)上對無線電能傳輸收發(fā)天線進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)出平面集成式0.3 mm厚度的緊湊型無線能量收發(fā)天線和基于同軸結(jié)構(gòu)的高效收發(fā)天線。平面集成式收發(fā)天線,尺寸12cm×12cm×0.03 cm,工作頻率159 MHz。當(dāng)傳輸距離為1 cm時(shí)得到的傳輸效率最大75.8％。當(dāng)距離為15 cm時(shí)傳輸效率為61％。平面集成式收發(fā)天線的特點(diǎn)是傳輸距離較長、低成本、易集成。同軸結(jié)構(gòu)收發(fā)天線,尺寸12 cm×

3、12 cm×1 cm,工作頻率15.12 MHz。當(dāng)傳輸距離在5 cm以內(nèi)時(shí),效率在90％以上;距離與諧振線圈直徑相等即d=12 cm時(shí),效率為63％;當(dāng)距離為18 cm,1.5倍直徑時(shí),效率為52.48％。同軸結(jié)構(gòu)收發(fā)天線的特點(diǎn)是傳輸效率高,損耗小,而且是距離越近效率越高,若是采用直徑更小的同軸電纜,則電路尺寸可進(jìn)一步縮小。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的收發(fā)天線有良好的性能。最后完成了磁耦合共振式無線充電整個(gè)系統(tǒng)包括無線傳能電路、發(fā)射電路