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《上海电机学院》 2019年
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一种磁耦合谐振式无线充电器的研究

韩峰  
【摘要】:传统的利用导线直接相连的电能传输方式具有诸多弊端,为了提高供电的简便性和舒适性,更加安全高效的传输电能,新型的无线电能传输方式应运而生。无线电能的传输方式有多种,其中磁耦合谐振式无线电能传输方式以其传输效率高,传输距离远,抗偏移能力强的特点为众多研究者所青睐,在中小功率电子产品场合具有广泛的应用前景。针对目前办公室等场合的电子产品较多,充电线交错繁杂的现象,本文设计了一套磁耦合谐振式的无线电能传输系统,以期提供一种更加方便舒适的无线供电方式。对新型的复合式磁耦合结构LCC-S拓扑进行了详细的理论推导研究,并最终通过实验证明了电路设计的正确性,具体研究内容如下:本文以磁耦合谐振式无线电能传输技术为基础,结合耦合模理论和电路理论分析方法,通过对构建的电路系统分析与推导计算,总结出系统能量传输特点与内在规律。建立LCC-S型无线电能传输系统电路模型,并用电路分析法求得系统输出功率和传输效率表达式,在固定一些必要影响因素的基础上,重点分析了传输距离和负载大小对系统输出功率和传输效率的影响。基于磁耦合谐振原理搭建了一套无线电能传输装置实验样机,传输功率100W,谐振频率85kHz。实验装置主要包括:辅助直流电源模块、高频逆变模块、耦合谐振电路和高频整流滤波电路,实现了无线电能传输。通过实验研究系统的耦合情况、距离特性和负载特性,对理论分析和仿真进行了验证。
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