基于超介质的无线充电研究

磁耦合谐振式无线充电是最具发展前景的无线充电技术,在磁耦合谐振式无线充电系统中加入超介质,可以提高系统传输效率。文章首先构建该系统的集总电路模型,分析影响传输效率的因素;其次阐述将超介质应用于磁耦合谐振无线充电系统的原理;最后设计出工作在9.6MHz的磁耦合谐振无线充电系统,提出一款在9.599MHz等效磁导率m=-1的超介质结构,经过仿真分析得出结论:超介质应用于磁耦合谐振式无线充电系统能提高系统传输效率。     

电动汽车磁耦合谐振式无线充电系统研究

电动汽车无线充电是一个热门研究方向。依据磁耦合谐振式无线电能传输原理,设计了一种磁耦合谐振式无线充电装置,对传输功率以及传输效率影响因素进行了分析,并给出了系统设计。最后制作了一台功率为1 kW,磁耦合谐振频率70 kHz的电动汽车无线充电实验装置。样机实验结果表明系统稳定,运行效果理想。     

电动汽车无线充电系统设计方法研究

本文提出了一种基于磁耦合谐振的电动汽车无线充电系统的设计方法.首先介绍了磁耦合谐振式无线充电技术的传输机理;其次提出系统的整体设计结构、DC-DC斩波电路和单相全桥逆变电路的设计方法;再次,设计了三段式电池充电管理系统;最后完成以ARM单片机为控制核心的系统设计.实验证明,该系统具有优异的充电性能和广泛的可推广性.     

关于磁耦合谐振式无线充电系统能量传输原理及距离因素的研究

本文介绍了无线充电技术,指出了磁耦合谐振式无线充电技术的优点,分析其原理,搭建了设备实体,通过研究发射功率和负载获得功率与充电间隔距离之间关系的实验,发现近距离充电时耦合因数会使最佳谐振频率漂移,远距离充电转换功率会减小,从而得出寻求合适的距离能使充电功率保持稳定的结论。     

频率跟踪式电动汽车无线充电系统的研究

随着电动汽车产业的不断推广和发展,方便、实用的电动汽车充电系统需求更加迫切。本文基于谐振耦合无线传输机理,实现无线传输电能的设计。通过对LC谐振电路传输过程中出现谐振失谐导致传输效率下降现象的分析,提出一种频率跟踪式谐振无线传输电能模型,实现高效充电的目的。通过实验对模型数据比较分析,频率跟踪式谐振无线充电系统的输出电压、负载能力、传输效率等主要参数,比无跟踪式谐振电路高出很多。文中以谐振频率为1m的无线传输电能系统为实验样机,通过实验数据验证模型的高效性。     

磁耦合谐振串串式无线电能传输研究

磁耦合谐振式无线电能传输技术作为一种新兴无线能量传输技术,具有传输距离远、传输功率大、传输效率高、无辐射性和穿透性等优点。基于等效电路模型建立了磁耦合谐振式无线输电串串式拓扑模型,给出了输出功率、传输效率的计算方法,搭建了磁耦合谐振式无线电能传输试验平台,通过仿真与实验,分析了线圈距离、工作频率、负载电阻以及系统谐振对输出功率、传输效率的作用规律,为磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计及参数优化提供了理论依据。     

电磁感应/谐振无线输能的场-路混合仿真

针对电磁感应/谐振无线能量传输系统的效率计算,研究(电磁)场-(电)路混合仿真。将电磁感应/谐振无线能量传输系统划分为2部分:线圈耦合单元与电路单元。采用Comsol软件对线圈单元进行电磁仿真计算,得到线圈电感值及线圈间的耦合系数,将电感值及耦合系数带入Multisim软件进行电路仿真,得到系统总效率。混合仿真中电路单元不仅包括放大电路,还包括耦合线圈的等效电路模型,以此将耦合线圈和放大电路相互影响和匹配纳入仿真中。为检验场-路混合仿真准确度,设计和测试一套四线圈磁耦合谐振式无线能量传输系统,其谐振频率为4.78 MHz、无线传能距离为40 cm。混合仿真得到该系统效率为98.8%,与测试得到系统效率96.9%吻合良好。     

关于磁耦合谐振式与电磁感应式无线充电特性的研究

简述无线充电的发展情况,分析磁耦合谐振式与电磁感应式两种无线充电工作原理,用实验的方式从线圈匝数,线圈线径,两线圈之间的角度等方面探究了不同的因素对这两种充电方式效率的影响,最后利用了MATLAB绘图软件对这两种无线充电进行仿真研究,根据仿真结果探讨如何提高充电效率和分析两种无线充电的应用领域.     

四线圈并联谐振磁耦合无线传能系统设计

采用四线圈并联谐振的磁耦合单元,设计了高效率磁耦合谐振式无线传能系统。分析了四线圈磁耦合单元在品质因数和可调节性的优势,结合多物理场仿真软件COMSOL和电路设计软件Multisim,对设计的磁耦合谐振式无线传能系统中磁耦合单元和发射电路单元进行了混合仿真。无线传能系统中源线圈和负载线圈设计为半径9 cm的单匝线圈,发射线圈和接收线圈为半径13 cm的4匝线圈组,发射和接收线圈距离为40 cm(1.5倍线圈直径)。测试表明,该系统的谐振频率为4.78 MHz,系统从直流输入到交流输出的无线传能效率达到了96.7%。     

基于SG3525的谐振式DC-DC无线电能传输模块的设计

磁耦合谐振式无线电能传输具有传输距离远、效率大、功率高等特点,还能穿透障碍物传输,该技术的研究对于无线充电技术的发展具有重要意义。文章设计制作的磁耦合谐振式电能传输模块以SG3525芯片产生PWM控制的高频功率源,经物理上隔开的发射线圈与接收线圈实现无线能量的传输,接收电路再经整流和滤波,实现了DC-DC的无线电能传输。经测试,SG3525供电电压为15V且发射线圈与接收线圈间距为10厘米时,输出功率约为4W,传输效率约为46%;线圈间距最大为50cm时,仍可点亮LED灯。     

无线感应耦合充电系统仿真与设计

无线充电是随着微电子及云计算技术应运而生的无线充电传输技术.其强调体系结构的开放性和可编程性,减少灵活性差的硬件电路,这种预处理技术就是所谓的感应耦合电能传输技术.基于此理念提出了感应耦合电能传输无线充电技术,在无线网络下无线充电工作原理和无线充电技术参数基础上,详细设计了系统功能模块和电路,最后通过函数算法进行了系统测试,模拟实现了无线充电技术的仿真.     

一种基于串联谐振补偿拓扑的电动汽车变压式无线充电系统

为了提高纯电动汽车无线充电系统的传输效率及运行的稳定性,本文基于线圈耦合理论和等效电路理论,建立了串-串无线充电系统的拓扑结构,得到了无线充电系统实际输出功率以及电能传输效率模型,通过对系统进行仿真计算及实验验证,本文验证了无线充电系统能够保持稳定5340W输出功率及高达90%以上电能传输效率的结论。     

Power management circuit for wireless ubiquitous sensor nodes powered by scavenged energy

Presented is a novel power management circuit for wireless sensor nodes that senses and processes a signal, and transmits an RF signal using scavenged energy without battery assistance. Experimental results show that with a single charging, it is possible for the sensor node to be activated by a wakeup pulse and deactivate itself after transmission of the RF signal to a receiver at a distance of 20 m every 5 min for 8 h without external power.     

高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究

为了实现高效率激光无线能量传输系统的研究,基于Simulink建立了激光无线能量传输系统的闭环控制仿真模型,实现了激光光伏阵列的最大功率点追踪、降压电路搭建和锂电池智能充电控制,并结合激光光伏阵列的输出特性和锂电池多阶段恒流充电方法的特性,提出了一种基于激光功率密度闭环信号控制的新型锂电池多阶段恒流充电方法。结果表明,该方法不仅可以实现传统锂电池多阶段恒流充电效果,而且节省了62.9%的光能,系统转换效率提高了62.96%。该结果对研究高效率激光无线能量传输系统是有帮助的。     

一种无线充电5号电池的设计与研究

本文将无线充电技术与5号电池相结合,设计了一种无线充电5号电池,并利用太阳能作为充电电力来源.无线充电接收电路与5号电池的整合是本设计的核心部分,而与其配套设计的太阳能无线充电系统提高了本设计的节能环保性.     

一种上变频自供电无线传感器电源管理电路

电线周围的电磁场能量密度低,电磁换能器采集到的能量通常无法直接驱动无线传感器正常工作.论文采用上变频技术,设计了一种自供电电源管理电路来提高能量采集效率.由于电路的输出功率与品质因数成正比,且品质因数的大小与电路谐振电容的根号值成反比,因此通过提高电路的工作频率来减小谐振电容值,可以使高品质因数的电路产生更高的输出功率,进而增加能量采集效率.实验结果表明,该电路的最大能量采集效率是传统桥式整流电路的2.1倍.当电线中通过1A、50Hz的交流电时,电源管理电路最大采集功率为780μW,能量采集效率达到48.75%.当管理电路中超级电容能量积累达到一定程度,电容放电驱动无线传感器工作.     

Wide input range,high-efficiency magnetic resonant wireless power receiver

This article presents a full-CMOS receiver for magnetic resonant wireless battery charging system. A wide-input range CMOS multi-mode active rectifier is proposed for a magnetic resonant wireless battery charging system. The configuration is automatically changed with respect to the magnitude of the input AC voltage. The output voltage of the multi-mode rectifier is sensed by a comparator. Furthermore, the configuration of the multi-mode rectifier is automatically selected by switches as original rectifier mode, one-stage voltage multiplier or two-stage voltage multiplier mode. As a result, a rectified DC output voltage is from 7.5 to 19 V for an input AC voltage of 5–20 V. This chip is implemented using 0.35 μm BCD technology with an active area of around 5 × 2.5 mm². When the magnitude of the input AC voltage is 10 V, the power conversion efficiency of the multi-mode active rectifier is about 94%.The efficiency of the receiver is about 60% when the distance between the transmitter and receiver is about 1 m.     

Study on intelligent battery charging using inductive transmissionof power and information

In previous literature, the authors introduced the technology of the wireless transmission of power and information (WTPI). This paper introduces an effective application of WTPI technology to the safe and optimal power supply for battery charging systems. In this paper, the effectiveness of the proposed closed-loop charging through the WTPI coupling is highlighted. For the practical application of the proposed charging, the power transmission efficiency of the WTPI must be high, and data transmission by way of the WTPI coupling needs to be bidirectional and fast enough for the real-time data feedback and charging control. By analyzes on the transmission performance using equivalent circuits, the power transmission efficiency of about 92% and the data transmission bandwidth of 8.5 Mbps are obtained with the practical WTPI coupling configuration. The charging condition is optimized, according to the proposed estimation of the residual battery capacity. As a result, the time for completion of charging is minimized by 30% and the life of the battery is elongated by 20%     

无线电能传输中电谐振耦合机理分析

针对在无线电能传输分析中多以磁耦合谐振技术为主,缺少对电谐振耦合机理的分析这一问题,文中根据对称性原理,提出无线电能传输机理中应该包含磁谐振耦合和电谐振耦合两种谐振耦合机理,并从电路的对偶性角度出发,给出了电谐振耦合电路模型并推导出传输功率增益的理论公式。通过对电路参数的分析得出了传输功率增益的变化规律,为无线电能传输系统的设计提供了参考。     

TEA CO2激光器串联谐振式充电电源研究与设计

介绍了TEA CO2激光器串联谐振充电电源技术,对全桥串联谐振变换器的工作原理进行了数学分析,推导出充电回路上的瞬态和平均充电电流与谐振元件参数之间的关系.采用SG3525和IR2110等集成电路,设计出适合高压大功率TEA CO2激光器的高效实用型充电电源.