电磁感应式无线充电发热与电磁辐射仿真研究

目前大多数对于无线充电电磁环境安全的研究都局限在电动汽车磁共振式无线充电,然而电磁感应式无线充电装置更接近人体,使用时间更长,本文针对电磁感应式无线充电导体异物易感应出涡流引起发热以及人体电磁辐射问题进行了仿真研究. 无线充电系统结构参考Qi标准,首先利用参数电路对负载电阻、线圈间距及偏移距离对传输效率和输出功率的影响进行仿真;随后使用确定的参数仿真研究不同材质的导体异物在30 min内的温升. 仿真结果表明:当导体异物正对线圈时温升明显,金银等材料的温度均可达100 °C以上;当导体异物不正对线圈时,温升在可接受范围内. 最后使用CST仿真得到电磁场强度、人体温度以及CEM43 °C热剂量值,以此来体现电磁感应式无线充电对人体电磁辐射的非热效应及热效应,电场最大值0.642 7 V/m,磁场最大值2.694 0 A/m,人体大脑温度最高37.3 °C,CEM43 °C热剂量值0.009 5,结果基本在正常参考值范围内. 本文研究有利于电磁感应式无线充电装置的推广应用.     

基于MSP430的无线充电系统设计

随着科技的发展,无线电技术越来越广泛应用到生活中。文章采用电磁感应式手机充电原理,在发送和接收端各有一个感应线圈,发送端连接有线电源,通过振荡电路使得发送线圈产生振荡电磁波信号,接收端线圈感受该信号,经过整流滤波电路,将振荡信号变成直流量,进行电池的充电。同时采用CN3068芯片,设计了电流充电的监控电路,使用MSP430G2553超低功耗单片机作为无线充电系统的检测控制核心,电能充满后给出充满提示且自动停止充电。     

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.     

基于QI标准的无线充电传感器网络节点设计

本文为无线传感网络节点设计无线充电电路,采用基于QI标准的IC芯片,通过发射线圈和接收线圈之间的耦合,借助电磁感应完成能量传输,实现无线充电,并设计PCB板进行测试。实验证明该方案可行,且具有较高的应用价值。     

感应无线位置检测系统设计与实现

在有轨机车自动控制中,需要对移动机车位置进行精确测量,为此设计了一套感应无线位置检测系统.该系统是基于电磁感应原理,通过检测天线箱线圈与编码电缆的感应电动势相位和幅度,得到移动机车的位置.介绍了感应无线位置检测系统的基本框架,阐述了系统基本工作原理,推导了位置检测公式,设计了位置检测电路模型,并进行了无线感应位置检测实...     

基于电磁谐振式无线充电线圈实验研究

消费类电子产品传统的外接充电方式一般通过"有线"方式来实现。多电子设备充电装置之间往往并不通用,携带多个充电器也存在不便。目前,无线充电已成为广泛关注的替代方案。文中通过实验对电磁谐振式无线充电方法进行研究,在分别改变线圈半径、线圈匝数、线圈疏密程度以及谐振频率的情况下,得到并对比其在不同状态下的性能。首先,采用MOSFET对整个电路进行分析设计,其中发射电路和接收电路均采用电感与电容的并联匹配方式;其次,对发射线圈和接收线圈的不一致性进行分析。     

一种位置自由的低功耗无线充电系统

目前比较流行的无线充电系统采用单个发射线圈来发射能量,因此有效充电区域较小,用户体验较差.为了改善这一情况,本文设计了一种位置自由的低功耗无线充电系统,该系统使用3个发射线圈阵列来扩展位置自由,同时引入MSP430低功耗MCU来降低功耗,提高了系统的实用性.此外,该系统还具有寄生金属检测和外来物体检测功能,提高了系统的安全性.     

浅谈无线充电技术和GB 4943.1-2022异物测试

无线充电技术为使用者带来了巨大的便利,但其在使用中可以加热硬币、铁环等金属异物,这就存在一定的潜在安全风险。为了防止或减小这一隐患给使用者带来的伤害,研究人员将异物检测功能依据相关标准加入无线充电发射器中;同时新版的GB 4943.1-2022也相比旧版标准增加了对无线功率发射器的安全要求。了解无线充电技术原理、了解金属异物发热现象、了解无线功率发射器的安全要求,对使用者、制造商和检测人员是十分必要的。本文对主流无线充电方式及原理进行了较为详细的介绍与讨论,并结合涡流效应介绍GB 4943.1-2022关于无线充电发射器的测量要求和意义。     

无线传能充电电路的设计

本设计利用电磁感应原理实现无线传能充电。采用MSP430F2274超低功耗单片机作为无线传能充电的监测控制核心,系统主要由能量发送单元和能量接收单元两部分组成。能量发送单元通过晶体振荡电路,驱动电路和功率放大电路产生高频率的电磁振荡,使发射线圈向接收线圈传递能量。     

LTC4120：无线电池充电器件

Linear推出无线电池充电器件LTC4120。该器件将一个无线电源接收器与一个恒定电流／恒定电压电池充电器整合起来,可在一个由发送电路、发送线圈、接收线圈和接收电路组成的完整无线功率输送系统中充当接收电路组件。     

一种基于超级电容快速充电的循迹小车设计

文章利用MSP430F149单片机、TPS63020芯片、TCRT5000红外传感器、无线充电模块、计时控制电路、自启动电路、DC DC模块和直流电机等模块设计并制作了一个可循迹的电动小车动态无线充电系统,可通过灯光显示是否处于充电状态,小车检测到发射线圈停止工作时可自行启动,并在行驶期间实现动态充电,设计了电容"快充慢放"电路,能够完成预期功能,在电能输出效率最优情况下沿引导线稳定行驶。     

基于电磁感应的无线充电接收电路设计

传统的有线充电方式有许多缺点,如机械老化、漏电和占用空间等,无线充电方式可以解决上述问题,具有良好的实用性和发展前景。本文基于电磁感应和等效电路理论,建立串并型双共振无线充电系统仿真模型,并搭建无线充电系统接收端样机,实验测试表明本文设计的电路能够接收发射端传输的电压电流信号,并且保持同步,输出电压稳定。     

电工学理论在无线电能传输系统中的应用

本文融合电工学中LC谐振、线圈磁耦合、交流电路频率特性等相关理论和知识,建立了无线电能传输系统的电路-磁场耦合模型。计算无线电能传输系统的频响曲线,分析了工作频率、线圈间位置等因素对系统电能传输功率的影响,通过该应用系统的教学,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。     

手机无线充电系统的设计与实现

设计了一种基于半桥式逆变技术和磁感应耦合技术的无线充电系统,整个系统由电源模块、整流滤波模块、高频逆变模块及分离式变压器4部分组成。采用多个初级线圈并联的方式为多个手机类负载同时供电,并通过分离式变压器线圈的优化设计提高了系统性能。测试结果表明该系统克服了采用单个初级线圈充电区域不足、各个设备充电效率低的缺点,减弱了待充电设备间的相互干扰,使其充电效率相当且都能获得基本恒定的电压,具有能量传输效果好、安全方便、成本低、适用范围广等优势。     

Wireless tactile sensing element using stress-sensitive resonator

Robots that work with humans require a soft sensor skin to cover the entire body. In this paper, we propose a new method to realize such a skin. By implanting wireless sensing elements in an elastic body, we obtain an elastic and tough sensor skin which is able to be shaped freely. The element is a passive resonator chip whose resonant frequency reflects the stress around the chip. The resonant frequency is read out by a ground coil located at the bottom of the skin. The chip is simply composed of three functional parts: a coil for receiving and transmitting electrical power with wireless coupling, capacitance sensitive to stress, and ceramic resonator to provide high-Q resonance. The high quality factor brought by the ceramic resonator enables one to distinguish a large number of chips, and to sense the stress with high accuracy. The structure, the method of wireless signal detection, and basic experiments of tactile sensing are presented     

基于电磁感应的无线充电技术传输效率的仿真研究

基于互感理论和耦合理论为无线充电的耦合线圈建立了分析传输效率的模型,得到了影响传输效率的关键因素:两线圈半径及相对大小、线圈相对位置、线圈匝数、工作频率和负载等。随后结合微小型无线充电设备的实际应用,利用Ansoft公司的电磁仿真软件Maxwell并采用控制变量法对关键因素进行模拟仿真分析。最后根据模拟仿真的结果,总结出提高该无线充电设备传输效率的若干方法。     

Excitation of piezoelectric device through resonant helical coil antenna-like structure

A resonant helical coil antenna-like structure has been explored for wireless excitation of piezoelectric devices. The basic idea behind this wireless excitation of piezoelectric device is electromagnetic resonance along with piezoelectric resonance. The analytical studies reveal that the maximum excitation occurs in the piezoelectric device when the operating frequency of the system coincides with its mechanical resonant frequency. It has been seen that the intensity of piezoelectric stimulation depends on the frequency of operation, air gap, relative position, electric load, and the generated electric field strength by the helical coil antenna-like structure. The analytical results are verified with the measured experimental results, and are found to be in well agreement. By adopting this proposed wireless excitation system the free actuation of the piezoelectric devices can be enabled as opposed to the confined motion for various potential applications.     

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.