移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器的设计

针对传统电能传输方式中存在的电线摩擦、老化、电能传输过程中容易产生火花等缺点,设计了一种移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器。即采用磁耦合谐振式无线变压器以实现输入输出的物理隔离,结合移相双闭环控制实现软开关及提高响应速度。并通过Matlab/Simulink和TMS320F28335对设计的变换器进行了仿真和实现。仿真实验结果表明,所设计的移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器的响应速度较快、损耗较小,且通过无线变压器进行电能传输提高了设备的安全性能。     

具有较高谐振电路品质因数的磁耦合谐振式无线电能传输系统研制

基于磁耦合谐振式无线电能传输功率大小随系统谐振电路品质因数变化而变化的特性,提出了一种控制电能传输功率的方法.首先,将磁耦合谐振式无线电能传输系统简化成等效电路;接着,从电路角度对其进行分析和数学计算,得出电能传输功率大小与系统中谐振电路品质因数的关系;然后,通过改变谐振电路品质因数,设计了一种控制电能传输功率大小的方法;最后,通过设计相关实验系统,验证了品质因数可改变系统传输功率大小,为无线电能传输功率大小的控制提供了有效参考.     

磁谐振耦合式无线能量传输理论与实验研究

从理论与实验两个角度对磁谐振耦合式无线能量传输技术进行了研究。依据物理学原理解释了磁谐振耦合式无线能量传输技术的机理,构建了LC串联的磁谐振耦合无线充电系统的数学模型,推出了该系统输出功率和传输效率的数学公式。采用控制变量法设计了不同参数线圈的对比实验,分析研究线圈参数与该系统输出功率及传输距离之间的关系,讨论了电源驱动频率与系统输出功率的关系,得出了合理配置线圈参数及电源的驱动频率是提高该系统输出功率关键因素的结论。     

电动汽车磁谐振无线充电技术市场应用研究

磁谐振式无线能量传输(Electromagnetic Resonance Power Transmission)简称ERPT)技术是一种新型的电能传输技术,该技术是利用接收线圈固有频率和发射线圈电磁频率相一致时引起强电磁耦合的原理来实现无线充电的.本文以电动汽车磁谐振无线充电系统为研究对象,主要包括其构成、工作原理以及市场应用研究,为该技术市场推广提出可行性方案.     

一种宽负载高效率磁耦合谐振式无线输电逆变器设计

针对磁耦合谐振式无线输电(MCR-WPT)在功率传输过程中因负载变化导致效率下降的问题,设计一种高效逆变器,改进后的结构能够显著拓宽MCR-WPT系统在高效率电能传输下的负载适应范围.分析MCR-WTP系统负载与输入阻抗之间的关系,并在E类逆变器电源的基础上,通过改变逆变器结构,实现MCR-WPT系统全负载内逆变器的软...     

磁耦合谐振式无线能量传输系统频率特性研究

基于磁耦合谐振式无线能量传输机理,研究了谐振频率与无线能量传输系统各参数间的关系及其对系统性能的影响,分别从线圈固有频率、线圈电感、品质因素、传输距离、效率等方面对其进行详细的分析,从而在理论上为无线能量传输系统中的参数优化工作与工程设计提供了很好的依据.     

一种基于磁耦合谐振式的高效率双频无线能量传输系统

为了提高磁耦合谐振式无线能量传输系统的效率,本文提出了一种新型的双频无线能量传输的发射和接收装置.在发射端和接收端中,该装置在发射端和接收端中均采用一个馈电线圈对两个谐振线圈馈电;两个谐振线圈工作在不同的频率并通过磁耦合的方式把能量从发射端向接收端同频传输.由于两个谐振线圈均参与了能量传输,所以该传输装置能在较远的距离实现效率较高的双频能量传输.为了验证该理论模型的特性,本文将其设计在PCB板材上并进行仿真和实验测试.仿真和实验结果表明:该双频磁谐振耦合无线能量传输装置的能量传输频率为6.78和13.56 MHz;在传输距离为装置尺寸60%时达到最高效率,其最高效率分别为88.5%和56.7%.     

弱能量接收下的植入式医疗设备无线能量传输设计

为了提高经皮无线能量传输的耦合强度和接收端的电压输出能力,针对设备的弱能量接收,设计了具有倍压整流器的四线圈结构磁谐振耦合式无线能量传输系统.通过四线圈谐振能量传输结构,使能量在线圈间的传输隔离来自发射电路和接收电路的影响,从而提高传输电路的品质因数,并且提高系统的耦合系数.实验结果表明:设计结构使用10 mm接收线圈时可使设备在40 mm植入深度下能量传输效率达到15%以上,倍压整流器的输出纹波系数小于0.7%,这说明本文所设计的能量传输系统结构能够在弱能量接收下正常运行.     

频率匹配对谐振无线电能传输效率的影响

基于共振耦合式无线电能传输机理和数学模型,对无线电能传输发送端与接收端谐振频率的测量与调整进行了研究,结合Matlab仿真和实际实验操作,研究了在固定距离下两线圈组成的系统电能传输效率与工作频率的关系,研究并比较在不同耦合系数k值条件下两端谐振点频率未匹配和匹配情况下电能传输效率.研究表明不同k值情况下电能传输效率与工作频率的关系曲线存在差异,在相同的k值条件下两端谐振点频率匹配时比两端谐振点频率不匹配时表现出更高的电能传输效率.对于远距离电能传输,即在k值较小的情况下,调节两端谐振点至频率匹配时将有效提高传输效率.     

一种非接触式电能传输系统设计

提出一种基于电磁感应的非接触式电能传输系统。通过建立松耦合式变压器理论模型,推导电能传输效率的表达式,并选取最佳耦合系数,确定磁芯及线圈结构。采用单片机控制场效应管驱动发射线圈,设计发射电路、功放电路、电流电压检测电路、整流以及滤波电路等外围电路,并给出系统软件设计方法。将该系统的发射和接收线圈保持LC谐振状态,提升其无线电能传输效率。测试结果表明,该系统最大传输效率可达到65%。     

磁谐振耦合无线能量传输的研究综述

近年来,无线能量传输在工业、植入式医疗、个人移动电子设备上得到了广泛的应用,成为当前电子领域的一个研究热点.首先介绍了无线能量传输的研究背景和基本概念,然后引出该领域当前研究最热的磁谐振耦合无线能量传输技术.从磁谐振耦合无线能量传输系统的强耦合区、适耦合区和弱耦合区的角度,对国内外的研究现状进行了总结和分析.最后,给出了磁谐振耦合无线能量传输中有待解决的一些问题.     

基于STM32频率跟踪控制的无线电能传输系统设计

在磁耦合谐振式无线电能传输系统中,当传输线圈偏移和负载发生变化时,会改变系统的谐振频率点,导致系统工作在失谐状态,传输效率大幅度下降。针对该问题,设计了一种基于STM32频率跟踪控制的无线电能传输系统。首先从原理上对串-串(SS)型系统的失谐进行了分析,得到高频逆变器输出电压和电流的相位角与谐振频率的关系;然后通过实时监测发射线圈电流和高频逆变器输出电压,并在控制器中计算其相位差,再根据相位角与谐振频率的关系对系统的工作频率进行实时连续调节,使系统重新恢复谐振;最后选用STM32F407作为主控芯片,搭建了SS型无线电能传输系统进行实验验证。实验结果表明,该方案可以实现系统频率的实时调节,保证系统重新达到谐振状态,提高了系统的传输效率。     

改进发射端的磁耦合谐振式无线电能传输系统

为提高磁耦合谐振式无线充电系统的传输效率,提出了改进发射端的无线电能传输模型并建立了无线电能传输系统电路模型,讨论了输出功率与传输效率与线圈耦合系数和负载电阻的关系。在线圈谐振状态下,为得到最佳传输效率,研究了耦合系数与负载电阻的取值要求。最后,通过搭建实验平台,验证了系统在谐振状态下,激励线圈与发射线圈的耦合系数为0.8,发射线圈与负载线圈的耦合系数为0.157,负载电阻为150Ω时,传输效率能达到97.3%。     

中继式传能绝缘子温度特性研究

磁谐振耦合式无线电能传输线圈嵌附在绝缘子上可为输电线路监控系统供电。这是一种可应用于电力系统的新型供电方式。在具有无线电能传输能力的绝缘子（传能绝缘子）长期运行过程中产生的温度升高现象影响着电力系统的安全运行。针对传能绝缘子的温升问题,文章讨论了中继式磁耦合谐振式无线能量传输（MCR-WPT）系统电能传输特性;利用多物理场计算软件,研究了传能绝缘子的电能传输效率及传能绝缘子在不同电输入功率和不同气象环境中的温度变化特性。仿真结果表明,在环境1和环境2中,系统的电输入功率可达到30 W,传能绝缘子传输性能仍保持在65%左右。实验结果表明:实验结果和仿真结果基本一致;实验温度为25.2 ℃、输出功率为6.5 W时,传能绝缘子连续运行25 min,表面最高温度升高约3 ℃。     

磁谐振式无线电能传输频率特性数值研究

针对磁耦合共振式非接触电力传输的共振特性,采用电磁仿真软件,在10-25 MHz 频段计算垂直螺旋线圈的散射参数,得到无线电力传输系统模型和单个线圈的谐振频率,发现谐振频率出现明显的偏移。根据无线电力传输的近场区特性,垂直的螺旋线圈可看作偶极子天线。运用偶极子对相互作用理论,定性分析了耦合线圈之间的相互作用对谐振频率的影响,对磁耦合共振技术的谐振频率分析具有一定的理论指导意义。     

水下磁谐振式电能传输最大效率追踪方法

磁谐振式电能传输系统在海水中工作时电磁波受到海水强烈的衰减导致输出功率较低。同时,由于发射和吸收端的阻抗不匹配导致部分能量被吸收端反射进而被海水衰减,造成效率的进一步降低。为了提高系统的传输效率和减小能量损失,本文提出了一种输出稳定型最大效率追踪方法,不仅实现了最大效率追踪,还保证了在一定条件下传输效率的稳定,保护了负载。本文运用仿真软件建立模型,对该方法进行了仿真验证;设计并制作了一个谐振耦合传输装置,通过实验研究证明了该方法对水下电磁谐振电能传输系统效率有显著提高作用。     

基于磁耦合共振的无线输电系统设计

当人们的上网方式逐渐从有线过渡到无线时,更多的用户期待着电能的传输也能像无线网络一样摆脱线的束缚。文章提出了一种基于磁耦合共振的无线输电系统设计方案。该系统的基本构成是两个铜线圈,天花板上的发射线圈与交流电源相连,桌面下的接收线圈与移动设备相接。利用两个相同频率的谐振线圈产生的强耦合,使电能以无线方式从电源插座传输给置于桌面的笔记本电脑和手机。     

平面螺旋型四线圈磁耦合式非接触 电能传输系统的设计

针对传统四线圈磁耦合式非接触电能传输系统的输出功率和效率较低等问题,提出了一种平面螺旋型四线圈磁耦合式非接触电能传输系统。并运用MATLAB仿真软件,对平面螺旋型四线圈和传统四线圈非接触电能传输系统的输出功率和传输距离、传输效率和传输距离之间的关系进行了对比分析。结果表明:在相同距离时,平面螺旋型四线圈磁耦合式非接触电能传输系统的传输功率和传输效率均高于传统四线圈传输系统的,且平面螺旋型四线圈磁耦合式非接触电能传输系统的传输效率比传统四线圈传输系统的高3%。     

磁耦合谐振式无线电能传输效率影响因素分析

对磁耦合谐振式无线电能传输系统模型进行分析,采用电路理论得出系统传输效率的表达式。通过MATLAB仿真得出系统传输效率随系统频率、负载、传输距离和谐振线圈参数变化的规律,得出磁耦合谐振式无线电能传输系统对系统频率、负载、传输距离、线圈半径、线圈匝数有最优值的结论,为提高无线电能传输效率提供了参考和借鉴。     

磁耦合谐振式无线电能传输技术发展和应用研究

磁耦合谐振式无线电能传输技术是集合了电磁场、高频电力电子技术、电磁感应、电磁材料等多学科的应用技术,能安全、高效、灵活地实现电能的中距离传输。根据无线电能传输的类型及发展应用前景,指出磁耦合谐振式无线电能传输是最适合当前学科综合技术发展的一种具有广阔应用前景的新技术;归纳了当前磁耦合谐振式无线电能传输的发展水平和当前研究的热点问题;从提高传输效率、减小发射和接收线圈尺寸的角度出发,提出了电力电子技术面临的挑战和为适应高频化变频技术需要开展研究的问题。