一种简易无线充电系统的设计

随着科技水平的不断发展与进步,手机、平板电脑以及笔记本等电子设备的更新速度越来越快,能量来源也是其发展过程中很重要的一部分,传统充电方式的缺点也更加明显,这种充电方式已逐渐被人们所摒弃,所需要的就是一种可应用于电子设备的无线充电技术。设计了一种基于磁耦合谐振原理的无线充电技术,包括变压、整流滤波、稳压、PWM、发射和接收6个部分,实现了能够在几厘米的范围内进行电能传输并获得比较稳定的电压,具有能量传输效果好、成本低、实现简单、安全可靠、适用对象广等特点。     

一种磁耦合电动汽车无线充电系统设计与实现

电动汽车无线充电(EV-WPT)技术,作为一种新型的充电方式,已成为EV充电技术领域的重要发展方向。基于SAE J2954国际标准,设计与实现了一种3.3 kW磁耦合谐振式电动汽车无线充电系统。首先通过分析无线充电系统的组成及充电过程工作状态,提出了一种磁耦合谐振式EV-WPT系统设计方案,然后针对各组成部分进行了参数设计,最后进行了实验测试。测试结果验证了系统设计方案的可行性及有效性,当传输距离为150 mm时,磁耦合机构传输效率可达89%,EV-WPT系统传输效率可达85%,完全满足SAE J2954标准要求。     

一种复合结构型ICPT无线充电系统研究

研究了一种复合结构型ICPT无线充电系统,该系统由直流电源、高频逆变器、松耦合变压器、整流滤波、电能调节网络、负载以及原副边侧的谐振补偿网络构成。介绍了其电路结构并对其特性进行分析,最后通过试验验证了在恒流与恒压模式下,该系统的电流与电压平均变化率不超过1%与1.5%,在允许的误差范围内能稳定地工作于恒流恒压模式,满足电力设备的无线充电需求。     

移动终端无线充电装置的异物充电性能检测技术研究

无线充电装置作为一种新兴的充电方式,越来越受到人们的青睐。但是,当无线充电系统的能量传输区中混入金属异物时,由于金属的涡流效应,部分电能消耗在金属上,导致无线电能传输功率和效率受到一定影响。更为严重的是金属因涡流效应产生大量热量,温度的急剧上升很容易导致严重的安全事故,这将对人们的生命和财产造成巨大的伤害。因此,异物对无线充电装置的性能检测函待研究与解决。     

电动汽车无线充电研究进展

电动汽车无线充电技术以其操作便捷、充电智能和运行安全等优点,引起人们的关注.本文首先介绍了电磁感应式无线充电、磁耦合谐振式无线充电两种电动汽车充电方式的基本原理,其次从传输线圈结构、谐振网络两个角度对电动汽车无线充电的关键技术进行了综述,最后讨论了该技术亟待解决的问题与未来的发展趋势.     

适应需求侧管理的高效中距离磁共振式电动汽车无线充电线圈优化设计

提出一种适应需求侧管理的高效中距离磁共振式电动汽车无线充电线圈优化设计方法。在分析磁共振式无线充电系统工作原理的基础上,首先对充电耦合线圈结构进行优化设计,选取多股漆包线并联而成的导线绕制方形耦合线圈,并通过增加线圈层数提升系统传输效率;其次通过实验对比验证,优化选取系统工作频率,最优工作频率为55kHz时,系统传输效率可达85%以上;最后分析线圈相对位置与传输效率之间的关系曲线,优化设计后的系统线圈相对位置为18cm时,最高传输效率为85%。实验结果表明经过优化设计耦合线圈系统传输效率明显得到提升。     

基于LCC补偿的无线充电系统的分析与控制

无线充电(WPT)技术以其方便、安全、快捷等优势,在电动汽车(EV)领域展现出越来越广阔的应用前景.在此针对双侧LCC补偿网络的WPT系统,建立了谐振网络的损耗模型,给出谐振网络效率优化的方法.提出一种新型锁相方法,实现了次级有源整流控制以及初、次级变换器的零电压开关(ZVS)运行.搭建WPT实验平台,验证了所提控制策...     

一种用于无线充电系统的线圈集成设计方法

近年来,无线充电技术在诸多领域已受到越来越多的关注,尤其在电动车领域,无线充电具有广阔的应用前景.为了解决双侧LCC拓扑中补偿线圈增加耦合机构占用空间的问题,提出了一种线圈集成的方法,通过将补偿线圈与主线圈集成在一起,共用磁芯,大幅度减小了谐振网络占用面积与磁芯使用量,提高了系统功率密度.通过搭建Q3D模型,仿真验证了...     

一种面向智能巡检机器人的无线充电系统参数设计与控制

面向智能巡检机器人,设计了一个最大传输功率为１．２kW 的无线充电系统样机.该样机基于双边LCC补偿网 络和一个较大传能气隙的松磁耦合结构.首先通过详细的数学建模分析了系统的输入输出特性,给出了移相调节电池充电电流的控制方法,然后给出了系统元件参数的详细设计过程,最后搭建了实验样机模型,通过实验验证了样机的可行性和控制策略的有效性.此外,在样机的整个运行过程中,系统运行效率最高可达９１．１１％.     

农用无人机无线充电系统设计

针对农用植保型无人机作业面积小、滞空时间短的问题,设计了一种基于DSP控制的基站式农用无人机无线充电系统.该系统采用LCC补偿网络,利用磁共振功率传输技术,通过ZigBee模块进行PC机与主控电路的信息交互,实现了农用无人机与基站之间安全、稳定的无线电能传输,输出功率可达到212 W,最大充电效率达到84％.     

电动汽车无线充电的磁耦合结构综述

近年来电动汽车的无线充电技术引起业界的广泛关注。电动汽车无线充电技术的重点和难点在于磁耦合结构的设计,关键参数在于耦合系数,以及线圈偏移后的性能。本文首先简要分析了3种最基本的磁耦合结构的特点,在此基础上详细介绍了国内外研究机构的磁耦合结构改进方案。最后,提出了关于磁耦合结构设计上的考虑因素以及发展趋势。     

基于电磁共振的移动设备智能无线充电系统

无线充电是一种方便安全的新技术,无需任何物理上的连接,就能把电能无接触的传输给负载。提出一种基于电磁谐振式无线电能传输的方案,应用射频识别技术构建一套全新的无线充电系统,以提高传输效率和减小电磁辐射,同时也提高传输的安全性。     

一种电动汽车动态无线充电的负载检测方法及导轨切换策略

为实现分段导轨模式的电动汽车移动无线充电过程中,系统对于负载接入的有效检测并适时在低功率待机模式与功率输出模式之间的转换,提出一种基于原副边均为LCC补偿结构的负载检测方法以及导轨功率输出控制策略.基于分段导轨模式电动汽车动态无线充电过程以及双LCC补偿结构的数学模型,得到电动汽车在一段导轨上行驶位移与原边逆变电流之间...     

自动导引车无线充电系统中发射线圈优化设计

为解决无线充电系统中线圈间耦合系数小、充电效率低的问题,提出一种在不同传输距离下发射线圈和接收线圈半径匹配的优化设计方法。首先建立了该无线充电系统的等效电路,推导出传输效率与互感和线圈内阻的关系;其次对平面环形线圈进行等效建模,得到了两共轴平行圆线圈间的互感公式;然后在特定接收线圈下,利用线圈间互感公式和有限元仿真得到了平均半径比与传输距离的关系,并在自动导引车的充电距离下,优化设计了发射线圈的内外半径;最后对优化前后发射线圈进行了对比实验。实验结果表明,优化后发射线圈可以明显提升系统的传输效率,从而验证了所提设计方法的正确性。     

电动汽车LCL复合型无线充电研究

为了满足电动汽车电池的充电需求,从改进线圈结构出发,提出了原边采用LCL结构,副边采用新型复合型结构的两线圈结构,对该结构进行磁耦合谐振时的理论分析.副边结构中存在3个可变补偿电容,通过改变磁能再生开关MERS的导通角α对可变补偿电容的电容值进行调整匹配,可得到电动汽车最大功率(MP)充电、恒流(CC)充电、恒压(CV)充电的3种充电模式,同时能使系统稳定工作于耦合谐振状态.搭建了系统模型,分析了在MP,CC,CV 3种方式下的3个可变补偿电容的状态,并对可变补偿电容结构进行进一步分析.搭建了Simulink模型与实验平台,结果表明通过改变3个可变补偿电容MERS的导通角,即可得到电动汽车CC,CV,MP的充电状态.该新型结构对电动汽车磁耦合谐振式充电有着重要影响.     

可实现接收端轻量化和抗短路的无线充电系统LCC-S补偿参数配置方法

功率等级提升与轻量化是电动汽车无线充电系统(wireless charging system,WCS)的重要发展方向,如何在轻量化设计基础上兼顾极端工况耐受能力,则是当前面临的关键问题之一。文中基于大功率WCS传统模块化并联结构,提出一种接收端失谐的补偿参数配置方法;分析采用该配置方法后WCS能量传输特性,揭示其具有直流输出波动平抑和抗短路能力;进一步从优化输出功率和传输效率角度,制定具有抗短路能力的大功率轻量化WCS整体设计流程;研制一台3kW无线充电原理样机,对上述方法正确性和设计流程有效性进行实验验证。结果表明,与采用传统LCC-S拓扑的WCS相比,改进后系统效率可达95.7%,直流输出脉动减小近80%,系统滤波电容容量可减小约90%,接收端短路电流为额定值1.4倍左右,具有较强抗短路能力。     

无线充电系统三种耦合线圈偏移特性研究

不同无线电动汽车厂家制造的发射线圈与接收线圈的偏移特性是保证国内外汽车充电、互联互通的关键性问题。对3.7 kW无线电能传输系统进行建模,针对无线充电的SS型拓扑结构进行推导,得出输出功率和传能效率表达式,又对方形-圆形线圈间互感进行偏移性研究,理论推出线圈平行时进行横向偏移对互感系数的表达式,进而得出偏移距离对传输特性的影响。建立有限元仿真模型,对比圆-方形、DD-方形、DD-圆形三种线圈在一定偏移距离内传输特性的变化,搭建实验平台验证,结果表明,圆-方形线圈间抗偏移特性最强,在一定范围内偏移对耦合系数、传能效率、输出功率三方面均与方-方形线圈传输特性接近。DD-圆形与DD-方形线圈组合在DD线圈非中轴线方向偏移时传输特性比正对时要好,传输特性均有提高,中轴方向很差。该研究为不同线圈间高效充电提供了参考。     

基于弧形线圈结构的无线充电系统能量传输与控制

基于磁耦合谐振原理,设计一套基于弧形线圈和二次侧控制的无线充电系统,对水下自主航行器(AUV)无线充电技术有一定的借鉴意义。首先,提出一种可适应AUV特殊圆弧外形且接收端体积小、质量轻的磁耦合装置,利用有限元分析和实际测试对磁耦合装置进行性能分析,得知磁耦合装置具有良好的磁场自约束能力和耦合系数高达0.53的耦合能力;其次,对能量传输与控制系统进行设计和分析,设计系统运行可靠、二次侧独立控制的能量传输和控制拓扑,分析接收侧Buck变换器对充电电压和电流的调节作用,得到占空比与充电电压和电流的关系,并完成闭环环路设计;最后,搭建实验系统对方案进行验证。测试结果表明:该系统可实现对48V电池组(恒流阶段设定11A,恒压阶段设定54.1V)正常充电,系统最大充电功率600W,对应效率88.3%。