APFC在电动汽车无线充电系统中的应用研究

通过对无线充电技术发展现状的分析,制约无线充电技术在电动汽车领域推广的主要因素:一是电能传输效率较传统充电技术具有一定差距;二是大功率无线充电设备的使用给电网带来了谐波污染。该文从源头解决问题,在无线充电系统电能变换的第一级—整流滤波环节,增加了有源功率因数校正(APFC)电路。通过分析其工作原理,设计了基于FAN9673的三级交错并联的Boost电路拓扑结构,并计算了电路的主要参数。实验结果表明,网侧输入端电流跟随输入电压变化且无相位差,网侧功率因数在0.99以上,电能传输效率大于97%,APFC电路的输出电压稳定,系统动态性能好,为无线充电系统中后续电路的供电质量提供可靠保障。     

体内植入式磁耦合谐振无线电能传输系统研究

体内植入式器件在医疗临床上具有重要的实用价值,但能否为其供给长期稳定的电能成为制约其发展和应用的关键因素。为了解决此问题,本文重点研究磁耦合谐振技术,设计体内植入式磁耦合谐振无线电能传输系统的结构,并对磁耦合谐振无线电能传输系统进行电路设计和实现。实验结果为:整个系统的谐振频率为1MHz,当输入电压为15V时,本装置的发射端可在相距70cm的情况下向接收端传输能量,且传输效率可达45%左右。本研究为体内植入式磁耦合谐振无线电能传输系统的研究打下基础,为其临床应用提供了解决思路。     

基于平面微带线圈无线电力传输效率研究

磁耦合谐振式无线能量传输技术主要是由谐振频率相同的发射线圈和接收线圈构成,在近距离范围内,当工作频率等于发射和接收线圈的谐振频率,线圈之间通过磁场耦合谐振的作用完成能量的传输,是电力传输领域的一个全新的技术方向。在本文中,磁耦合谐振无线能量传输系统由印制在两块FR-4基板上的微带线圈组成,且谐振频率为13.56 MHz的微带线圈分别印制在每块基板的两面。根据FITD(Finite-Integral Time-Domain)算法对磁耦合谐振无线能量传输系统模型进行仿真与分析,在13.56 MHZ的频率下,磁耦合谐振无线能量传输系统的传输效率最大可达到64%。在构建无线能量传输平台后,通过实验测得传输效率可以达到54%。     

基于自供电的磁流变阻尼器内部状态无线监测系统设计

为了获取磁流变阻尼器内部状态参数并解决能量供给问题,设计了一套基于自供电技术的磁流变阻尼器内部状态无线监测系统。通过能量采集装置将服役状态下磁流变阻尼器中磁流变液的动能转换为电能,再经能量管理电路进行高效充放电管理,为无线发射模块和传感器供电,无线发射模块将传感器采集到的数据发送给外部接收模块进行处理。实验结果表明:采集到的能量能够驱动无线传感模块正常工作,该系统能准确获取阻尼器内部温度、压强信息,为磁流变阻尼器的进一步研究提供理论依据和技术支持。     

一种磁聚焦技术在磁耦合无线电能传输中的应用

磁耦合谐振式无线电能传输中单发射机功率受限,接收端感应电压难以取得显著提升。可以采用多发射机电路模型,多个发射器同时将功率无线传输到单个接收器。其中发射端采用多线圈阵列模型,与单线圈接收机耦合“共振”传输能量,形成MISO(Multiple Input Single Output)系统。采用磁聚焦技术分析线圈电流组合对系统输出的影响,通过改进粒子群算法(IPSO)求解最优输入解,得到的磁场聚焦性能更好,能量分布更加集中。实验证明,模型可以有效提升接收增益,降低系统损耗。     

植入式医疗设备无线电能传输电路的设计

本文利用磁耦合谐振式无线电能传输技术设计了一个无线电能传输系统,该系统克服了传统电能传输的诸多不足。文中详细地介绍了该无线电能传输系统的设计方案,给出了各部分的硬件电路图和软件设计方案等。实验证明,该无线电能传输系统能够实现一定距离的电能传输,对体内植入式医疗设备供电具有较高的使用价值。     

可植入式磁耦合谐振无线电能传输系统研究

本文主要针对小功率的可植入式无线电能传输系统进行研究。基于磁耦合谐振方式下的无线电能传输系统主要有两个部分组成,分别是电能发射部分和电能接收部分。系统是通过高频振荡模块产生高频振荡信号,经由IRF640N和并联谐振回路构成的驱动电路放大后,利用无线电能传输的方式,从发射线圈传输电磁能量,再由接收线圈进行磁能到电能的转化过程,接收端运用整流电路、滤波电路对电能变换处理,最终输出至负载,从而完成电能在整个系统的传输过程。无线传输系统体积小、效率较高、成本低。     

便携式磁弹性传感器检测系统设计

通过对磁弹性传感器检测原理和研究现状分析,设计了一种便携式磁弹性传感器检测系统.采用永磁铁提供静态偏置磁场简化了硬件电路,以STM32嵌入式处理器为控制核心,结合锂电池供电,实现了系统硬件的小型化和低功耗;设计采用了SD卡本地存储和低功耗蓝牙无线传输的数据处理方式,并结合上位机进行命令的控制和数据传输.实验表明,检测系统可使磁弹性传感器在不同环境中完成共振频率的测量,另外,设计系统功耗可低至mW级并且在无线传输条件下实现3天以上的连续工作,而且这部分指标仍然有较大的优化空间.由此可见,该系统具有便携式、低功耗、可用于长期监测等优点,可以更好地发挥磁弹性传感器无线、无源、微型化、高灵敏的特点,使其在各领域内得到更广泛的应用.     

频率对MCR-WPT电能质量和传输效率研究

系统的频率直接影响磁耦合谐振无线电能传输电能质量和传输效率。从新的角度对其进行研究,通过计算由高频逆变电路产生的各次谐波分别对传输系统原副边电流的响应,来分析频率对磁耦合谐振无线传输系统电能质量和传输效率的影响。最后,设计了硬件电路并进行了相关研究,实验结果与理论和仿真分析取得了较好的一致性,证明了该方法的有效性和准确性。结果表明系统的频率越接近谐振频率,原副边电流畸变率越小并且传输效率比较高。     

采用单片机技术的无线供电系统设计讨论

作为一种新的供电方式,无线供电技术是对传统供电模式的颠覆。在非金属物质的电能传输的供电连接上,采用无线传输的方法,将电能传送到电器中。人们的生活水平不断提高,给这一技术带来了无限的发展前景,因此它的方便安全的优势,被人们所推崇。本文对采用电磁耦合原理进行设计的无线供电设计进行分析。对于单片机的信号的发射,电能经电路接受和传送,最后进入供电系统进行了负载的供电,以及单片机供电的两种信号的频率等内容进行了阐述。     

一种高频无线充电电路的研究和分析

无线充电技术早期起源于电磁感应原理,由供电线圈将电能通过电磁感应传输给接收线圈,接收线圈利用接收到的能量对蓄电池进行充电,两者之间以磁场进行能量的传输,因此充电器和用电设备之间可以做到无导线外露。介绍了一种采用XKT-801高频无线充电智能芯片作为发射充电器,通过电磁感应在接收端一定距离内接收稳定直流电压的系统,可实现对2 500m Ah锂电池的充电,体积小,效率高,可以设计用于便携移动用电设备的无线充电。     

基于相位自适应的双线圈无线能量传输系统设计

单线圈磁共振耦合无线能量传输系统要求发射端和接收端对齐,限制了系统的实际应用.多线圈发射系统通过配置线圈阵列,利用模拟波束成形算法,改变电压和电流的相对相位,从而控制磁场波束在接收端叠加的相位,实现能量最大传输.设计了一种基于相位控制的无线能量传输系统,通过自适应算法改变发射波形的相位,使接收线圈获得较高的能量.系统简化了功放的设计,实现了接收端全方向高效的能量接收.测试结果表明:系统可以稳定高效地运行.     

磁耦合谐振式无线电能传输装置的系统设计

磁耦合谐振式技术是一种新型电能传输技术,此技术具有传输效率高、穿透性强等特性,故其应用范围比较广。笔者主要论述了运用磁耦合谐振技术设计的小型无线电能传输设备。该设备主要分为两大部分:磁耦合谐振发射部分和接收部分。其中磁耦合谐振发射部分由LC谐振线圈、整流滤波电路等组成。利用发射部分和接收部分产生谐振,当两电路都达到谐振频率时,电能可通过接收电路实现能量的最大化传输。     

电流型ICPT系统恒流输出复合谐振网络研究

为解决煤矿安全监控系统中不同传感器的恒流无线供电问题,针对电流馈电型磁耦合感应式无线电能传输(ICPT)系统,研究了一种适用于无线电能传输的复合谐振补偿网络,推导了实现恒流输出的补偿网络所需条件,分析了软开关实现方式及系统参数变化对系统输出特性及输入阻抗角的影响。该网络通过补偿元件的重构组合及参数配置获得不同的输出增益,而无需重新设计松耦合变压器,简化了硬件电路。实验结果表明,该复合谐振补偿网络可以实现无线电能传输系统原边线圈及输出电流的负载无关性,同时满足开关管关断时的软关断,可用于实现煤矿安全监控系统中不同类型或型号传感器的恒流供电,有利于提高煤矿安全监控系统的可靠性及对不同负载的适应性。     

体内植入装置的磁耦合谐振无线电能传输分析

体内植入医疗装置已被广泛应用,然而使用传统的供电方法为其供电却极为不便。磁耦合谐振式无线电能传输通过近场区强耦合谐振实现能量的高效传输,为体内植入医疗装置的供电提供了有效途径。介绍了体内植入式医疗装置的磁耦合谐振式无线电能传输原理,阐述了无线电能传输技术的理论基础耦合模理论（ CMT）,并基于该理论仿真研究了磁耦合谐振式无线电能传输技术高效传输的必要条件。     

无线充电电动小车

无线充电电动小车控制电路部分主要由无线发射单元、能量接收单元、DC-DC变换电路组成。能量发送端由5V、1A直流电源供电,经过逆变电路将交流电转化为直流电,再由谐振电路将电能发射;接收端由整流电路将交流变为直流电,给超级电容组充电,再通过TPS63020变换电路使电动车工作。该无线充电电动车无线传输效率可达到53%。经过一分钟无线充电后,可以直线行驶30M或者平稳爬升51°的斜坡长度1m,此次设计在物流分拣和无线充电理论研究中具有重要意义。     

基于非接触供电的LED照明系统的设计

本系统为非接触供电的LED照明系统,包括能量发送模块和能量接收模块。该系统通过实验证明可以较好的实现电能的无线传输,通过无线供电方式使led照明模块正常发光;液晶能很好的显示功耗和LED的亮度等级;通过按键也可以很好的实现LED六个亮度等级的切换;当亮度过亮时,能量发射模块会自动切换成低功耗模式。     

多传感器系统无线电能传输装置设计与分析

针对石油化工等恶劣环境下传感器有线供电的安全隐患和维护困难,对无线电能传输在多传感器系统的应用进行研究,分析了磁耦合谐振无线电能传输的物理机理和数学模型,得出耦合参数对系统传输功率效率的影响;在ANSYS有限元软件中,建立了单发射线圈、三接收线圈的耦合机构模型,并进行对横向偏移、纵向偏移、激励频率的参数化扫描,得出线圈间相对位置变化对耦合参数的影响、激励频率变化对传输效率的影响;设计了单发射端三接收端的无线电能传输实验平台,实现了对SENSOR-PUCK传感器的多负载无线供电。实验结果证明了所设计多传感器无线供电系统的可行性,对无线电能传输技术在传感器领域的实际应用具有指导作用。     

基于MSP430F169无线电能传输装置设计

该设计采用谐振耦合和感应无线传输电能结合方式,通过初次级线圈耦合为LED供电,实现了较高效率传输。发射级用MSP430F169单片机驱动功率开关管IRF540实现LC电路谐振,接收级用谐振频率与初级线圈相同的谐振电路实现共振,达到最佳耦合效率。充分利用单片机资源,对电压电流采样,用LCD12864实现工作状态显示。整个系统基本实现设计要求,实现无线传能设计。     

基于无源技术的无线传感器网络节点设计

电源在整个无线传感器网络系统中具有极其重要的意义,为了满足系统为微型传感器节点供电的需求,本文设计了采用充电泵实现超低压启动、双电容蓄能的微弱能源采集电路。该电路能够在低温差条件下为蓄能电路积累能量,实现低温差环境下的微弱能量采集,并能够根据无线传感器网络节点间歇性工作的特点,快速做好供电准备。实验结果表明,系统具有能量收集效率高、传输距离较远等优点,有效地解决了无线传感网络节点能源供电的问题,具备较高的实用价值。