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.     

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。     

磁耦合谐振式无线充电系统研究

无线充电技术是一种新型的电能传输技术。文中设计了一种磁耦合谐振式蓄电池充电器,能够实现蓄电池无线充电。利用两个发生谐振耦合的电路来捕捉随距离缩减的电磁场,当发射回路和接受回路处于谐振状态时,谐振体之间能量交换可以达到很高的效率。利用变压器互感模型对磁耦合谐振无线电能传送进行了分析,设计了功率为4 kW的磁耦合谐振频率75 kHz的试验电路,实验结果表明,当传输距离为0.3 m时,效率接近90%。     

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。     

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。     

非正定磁介质增强无线功率传输效率研究

基于非正定磁介质对倏逝波的部分聚焦效应,研究非正定磁介质对磁谐振耦合式无线功率传输系统传输效率的影响。通过对平面圆螺旋结构的设计,在13. 56MHz 附近实现了法线方向磁导率为-1 的非正定磁介质。实验发现,将平面圆螺旋结构插入到具有相同谐振频率(13. 56MHz)的磁谐振耦合式无线功率传输系统中,可以显著地提高无线功率传输系统的传输效率。     

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。     

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。     

谐振式能量传输系统频率分裂特性研究

基于磁耦合谐振式的无线供电系统可在中等传输距离内实现高效能量传输,因而成为当前科学与工程技术领域研究的热点.主要研究了磁耦合谐振式无线供电系统在传输过程中有可能存在的频率分裂现象.通过在FEKO中对磁耦合谐振式无线供电系统进行建模分析,验证了现象的存在,并指出前人解决频率分裂方法的局限性.提出一种可行的方法去消除频率分裂现象对系统传输的影响,为后续磁耦合谐振式无线能量传输系统的设计提供参考.     

一种并联谐振无线传能装置的设计

磁耦合谐振式无线传能传输技术是一种能够实现中等距离高效率能量传输的技术,具有良好的隔离性能,然而现阶段研究依然存在传输效率低、性能不稳定的现象。文章介绍了一种采用RLC并联谐振实现的磁耦合谐振式无线传能装置。该设计采用环形振荡电路产生高频信号、高速TTL反相器对振荡电路输出的波形整形,并通过MOS管对输入的方波信号进行放大,采用自制线圈可以实现RLC谐振,从而进行信号传输,实验结果表明,系统无线传能效率较高,可达到55%。文章设计的无线传能装置系统结构简单、成本低、易于实现,且性能可靠,在小型无线用电设备中具有很好的应用前景。     

磁耦合谐振式无线电能传输系统建模与分析

磁耦合谐振式无线电能传输技术具有传输距离中等、传输效率高、能穿过非磁导性障碍物传输电能等优点,使其有望取代电池为物联网中的传感器节点无线供电。本文通过研究磁耦合谐振式无线电能传输机理,构建了传输系统的集总参数电路模型,对各模型参数进行了理论计算,并根据模型对不同传输距离下系统的传输效率与负载功率进行了分析,得出了不同耦合状态下系统获得最大负载功率的条件。     

谐振式电能无线传输系统中串串式模型研究

谐振耦合式电能无线传输系统利用磁场通过近场传输,具有辐射小、效率高、传输距离远且方向性强等特点。文中采用等效简化电路方法分析了谐振式电能无线传输系统串串模型的间距、工作频率、负载等参数对传输效率和功率的影响及内在关系,进一步推导出其计算模型。在间距和负载一定的条件下,通过Matlab仿真得到效率最优与功率最大时的工作频率相一致,输出功率对工作频率的变化敏感度更高这一规律。此外,设计了一套串串式结构的谐振式电能无线传输装置,通过实验验证了理论分析的正确性,为研究电能无线传输提供了参考。     

微型无线充电实验系统

本文开发了基于磁耦合谐振式的微型无线充电实验系统,并将其应用于本科实验教学.由于实验系统涵盖了无线电能传输理论与技术,以及电路、电磁场、模拟与数字电路和射频功率器件等理论与知识,通过本实验系统的教学,既提高了本科生综合应用基础理论知识解决实际问题的能力,又加深了他们对新知识和新原理的理解.     

磁耦合谐振式电能传输系统的功率输出特性分析及其最大功率点追踪

为分析与优化磁耦合谐振式无线电能传输系统的输出功率,对磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率输出特性进行分析与试验,并提出一种简化的系统模型,以方便设计者分析或确定磁共振式无线电能传输系统的参数。另外为解决原始系统输出功率随线圈相对位置而急剧变化,在此根据磁耦合谐振式无线电能传输系统的功率输出特性提出了一种可行的最大功率点追踪(MPPT)方法以稳定系统的输出功率,使得负载能够在宽距离范围内实现功率最大化。     

非对称线圈谐振式无线充电系统的设计与研究

动物机器人神经刺激器使用微型电池供电,较小的电池容量限制了刺激器的工作时长,为能使刺激器持续工作,文中提出一种基于无线充电的供电方案。为减小接收线圈的重量和尺寸对动物运动的影响,需要选择较小的尺寸,同时要保障足够的传输功率,因此提出并设计了基于非对称谐振线圈的无线充电方案。首先,基于电路理论和无线电能传输系统的电路模型,分析无线电能传输系统传输特性;然后,基于Matlab分析线圈匝数和线圈半径对传输性能的影响,并通过HFSS探明了非对称谐振线圈情况下传输距离与磁场的空间分布的关系;最后,建立一套基于磁耦合谐振的非对称无线电能传输实验平台,并进行实验验证。实验结果表明,理论数据、模拟数据和实验数据吻合较好,此方案既能满足接收线圈尺寸小的要求,又能抑制频率分裂,提高传输功率和效率,完全适用于动物机器人神经刺激器的无线电能传输。     

基于磁耦合谐振的动态无线传能系统设计

利用磁场在谐振线圈的共振耦合,磁耦合谐振式无线传能技术可以提供中等距离和功率的传输。当收发回路耦合系数较高且处于过耦合状态时,系统发生频率分裂现象,激励源频率成为制约传输功率的重要因素。由于收发线圈之间的距离具有随机性的特点,负载接收功率和额定功率难以恰好匹配。为了提高能量的传输功率及其稳定性,经过系统建模和理论分析发现,可以采用罗耶振荡电路对最大传输功率频点进行实时跟踪,基于反馈链路的功率控制也是实现功率匹配的有效手段。实验结果表明,采用罗耶振荡器和前端升压电路顺利完成无线传能系统的频率跟踪和功率控制,实现在12 cm距离内5 W功率的稳定传输,从而验证了能量传输过程中优化控制的有效性。     

谐振式无线充电系统功率变换器工作点设置方法

功率变换器的工作点影响无线充电系统的输出功率和传递效率,进而影响系统的传输性能。以SS型磁耦合谐振机构为研究对象,构建系统模型,基于互感理论建立T形等效电路;推导系统功率传输公式,从阻抗传输系数的角度分析接收端功率变换器在单边控制和双边控制下不同充电阶段的工作曲线,给出工作点的确定方法。最后,搭建仿真模型和实验平台,完成工作点理论值、仿真值和实验值的对比,并进行了系统传输特性分析,验证了所提出的计算方法的正确性。结果表明,提出的计算方法可以快速确定工作点且具有通用性,对充电系统的电路结构选择和控制方法设计提供了一定参考。     

基于磁耦合谐振方式的扫地机器人无线充电系统设计

为了提高扫地机器人的智能化程度,设计基于磁耦合谐振式的无线能量传输系统对扫地机器人进行非接触式充电。系统设计遵循Qi标准,具备兼容性和通用性。经实验测试证明,该系统可以实现24W(24V,1A)的能量传输,传输距离可以达到3cm,系统的最大效率可以达到85%。     

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.     

基于ICPT的电动汽车无线充电系统研究

随着全球能源短缺及日益加重的环保问题,以电能来代替其它能源的运输工具——电动汽车的发展越来越快,而电动汽车的发展最大的瓶颈就是充电技术的发展,传统的有线充电需要人工插拔,充电电压高,电流大存在很大的安全隐患,而无线电能传输因能解决电气设备的灵活性、安全及环保问题而备受关注。文章主要介绍基于感应耦合电能传输(ICPT)的电动汽车无线充电技术,并针对电动汽车充电的要求,设计了基于ICPT的电动汽车无线充电装置。