磁耦合谐振式无线电能传输系统传输特性研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统中线圈参数和负载电阻改变对系统传输性能造成的影响,利用两线圈结构的MCR-WPT等效电路模型,推导了系统输出功率和效率表达式,分析了线圈互感、负载电阻与系统输出功率和传输效率的关系,以及线圈线径、匝数与互感的关系;借助COMSOL有限元仿真软件建立线圈三维模型,并搭建多组两线圈MCR-WPT实验系统对理论分析结果进行了验证.研究结果表明:通过增大收发线圈线径和匝数,可以提高系统输出功率和传输效率,但与线圈线径相比,线圈匝数对传输效率的影响更为明显,而且随着匝数的增加,系统会在更远的传输距离处取得输出功率最大值;随着负载电阻不断增大,系统输出功率和传输效率都呈现先增加后减小的趋势,证明了系统的输出功率和传输效率均存在最大值,但系统输出功率和传输效率达到最大值时的最佳负载不同,即不存在可使输出功率和传输效率同时取最大值的最优负载电阻.     

一种高效2.45 GHz低输入功率微带整流电路

提出了一种高效的2.45 GHz低输入功率微带整流电路,它可以有效地吸收低输入射频能量。该整流电路主要由一个倍压二极管BAT15-04W、开路枝节匹配电路和谐波抑制电路组成。所用的倍压二极管BAT15-04W是一个适用于低输入功率能量收集的低功耗肖特基贴片二极管。开路枝节匹配电路用于将整流电路匹配到50Ω。谐波抑制电路则是用于转换效率的优化设计。实测结果显示在直流负载为5 kΩ、输入功率为5 d Bm的情况下,该整流电路的RF-DC整流效率可达75.3%,所得到的直流电压超过3.45 V。     

基于谐波平衡的三稳态压电振动能量采集器及其接口电路耦合动力学特性分析

压电振动能量采集器是解决低功耗电子产品无线自供电问题的关键器件,其与非线性接口电路之间的耦合动力学特性是影响采集器转换输出效率的关键因素,需深入研究解决。以非线性三稳态压电振动能量采集器及非线性AC-DC整流滤波接口转换电路为对象,建立非线性耦合动力学模型,基于谐波平衡方法求解系统稳态解及稳定性判别矩阵——雅可比矩阵。仿真分析了激励幅值、频率和耦合系数等参数对系统的影响机理。实验证明了仿真分析结果的正确性。研究结果表明选取适当的参数有利于提高系统的有效带宽和输出功率。在适度范围内增加耦合系数和负载电阻,可以增加系统的有效输出功率和有效频带宽度但过大时会抑制振动幅值和频带宽度,导致能量转换效率降低。     

数字化双模高效率射频功率源

射频功率源作为射频电源系统的核心组件之一,其频率固定、转换效率低下,已经成为了制约射频电源系统发展的瓶颈。针对这一问题,提出了射频功率源在双频率工作模式之间自由切换的设计方案。采用直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer,DDS)作为射频信号源,选用德国IXYS公司的MOSFTE完成小信号的放大,提高了输出频率稳定度和转换效率;采用并联电感的方法降低了开关时的功率损耗;利用数控式选择开关切换选频网络,从而实现系统在双频率下的适配。同时对提出的方案及理论进行Multisim仿真验证。经过实物测试,该射频功率源可以在300 W额定功率下实现13.56 MHz和27.12 MHz双频率选择输出,转换效率能够达到90.1%。     

直流开关电源的研究

本文以Dickson电荷泵的基本原理为出发点，研冤了一种输出是负电压的开关电容电源电路参考功率MOSFET的电容模型通过增大驱动电路的电流减小了开关管的上升延时．提高了开关动作的速度，使转换效率得到明显提高。同时，针对开关电容的充放电特点，采用非交叠(nonoverlap-ping)时钟控制信号避免了由于时钟交叠而造成的两级开关同时导通的现象，提高了电路的稳定性和可测试性采用压控震荡器频率的变化来控制功率开关管的开关时间，有效地控制了由于负载变化而造成的输出电压不稳定等现象。此电路结构简单，性能优良，易于集成，可广泛应用于输出负电压的电源产品中。     

LED闪光灯电源设计与实现

本设计采用DC-DC升压变换电路,利用B6284X芯片转换直流电压,通过调节电位器控制输出电压,达到升压要求,恒压恒流电路,利用XL4015恒压恒流芯片,通过LM358双运算放大器的增益补偿,输出稳定电压和恒定电流。方波脉动输出模块采用NE555时基集成IC,使用两个10kΩ的可调电阻调节占空比和频率。脉冲输出电路控制E13009大功率开关管,实现开关控制作用。     

程控电压电流信号源的设计与实现

该程控电压电流信号源的技术指标是稳压电压输出范围0.0-5.0V,电流负载能力≤100mA;恒流电流输出0.0-8.0mA,负载电阻≤500Ω。输出电压及电流设定精确到二位十进制数(如3.8)。因此我们用四个按键,二个是用来进行电压电流切换,一个用来以步进0.1增加电压或电流的,还有一个是以步进0.1减小电压电流的。显示用了2位共阴数码管,分别显示电压电流大小,电路主要由四大部分:按键控制模块,D/A转换模块,显示模块,V/I转换模块,原理框图如图1所示。二、元件选择及工作原理控制部分用单片机AT89552来设     

谐振式无线电能传输系统的研究

阐述了磁耦合谐振式无线电能传输的工作原理,在对发射与接收电路几种拓扑结构分析的基础上设计了一个收发电路均采用串联补偿结构、谐振频率为1 MHz、负载为10Ω的模型。基于线圈的互感耦合等效模型,从电路角度分析得出系统的输出功率和效率与线圈、负载、互感等参数之间的关系。针对磁耦合谐振系统满足最大输出功率时效率比较低的状况,提出了功效积指标。在满足系统输出功率的基础上,该指标实现了较高的传输效率。最后,通过Matlab仿真验证了所提功效积指标的可行性。     

MFC柔性压电材料俘能特性实验及其往复弯曲摆动参数优化

弯曲摆动作用下的柔性压电材料的俘能特性进行了实验研究,利用所设计搭建的"柔性压电材料往复弯曲摆动实验系统"对基于MFC柔性压电材料所制作的悬臂梁柔性压电振子在弯曲摆动作用下的俘能特性展开了实验研究,分别研究了其在不同的弯曲摆角、弯曲摆速、基板厚度、压电材料表面积、负载电阻等影响因素下的俘能特性规律.研究结果表明:处于恒定的弯曲摆角状态下时,逐渐提高柔性压电材料横截面的过程中,悬臂梁柔性压电振子将会输出更大幅值的开路电压.随着负载电阻的增大,形成了更大的开路电压幅值并最终接近稳定状态.调整弯曲摆速后,并没有引起开路电压幅值的明显改变,总体保持相对稳定趋势.经过试验确定较优的参数:设定弯曲摆动角为15,弯曲摆速为20 r/min,压电材料横截面为800 mm2的条件下,外接负载电阻100 kΩ,可以输出2760 mV的开路电压幅值.     

传输远的实用有线对讲机

本文介绍的对讲机结构简单易制,声音清晰宏亮,传输距离在千米以上,很适合小矿井生产和需要联络的场合作语言联络用。一、电路特点:集成电路TDA2003及其外围元件购成音量可调的功率放大器;转换按钮进行接听转换;扬声器既是放音喇叭又是传声话筒。机机或多机之间采用以功率输出作为信号传输,音量靠本机进行控制放大的方式,不因线路损耗而影响音量增益。本机还设有输出电平指示,以监视线路工作好坏。二、电路工作原理:TDA2003的①②脚为输出脚,③接地⑤为电源脚(接B ),④为输出脚(阻抗8Ω)。工作电源电压6～12V均可正常工作。转换开关S2平时位于“听”的位置,由对方输送来的功率信号长途跋涉已经较弱,经变压器T提高阻