磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的一種線圈優(yōu)化設(shè)計方法.pdf

1、2007年，美國麻省理工的學(xué)者們提出了一種基于強磁耦合諧振理論的無線電能傳輸新方法。他們“隔空”點亮了一盞離電源2m開外的60W燈泡，當(dāng)距離為1m時，效率高達40％。與傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)無線電能傳輸技術(shù)相比，采用磁耦合諧振式的無線電能傳輸系統(tǒng)傳輸效率更高、傳輸距離更遠(yuǎn)，因而電磁諧振式無線電能傳輸技術(shù)在醫(yī)療、消費電子領(lǐng)域有著更加廣闊的應(yīng)用前景。
　　目前對于磁諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的骨架--諧振線圈的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計所做的研究還比較少。諧振

2、線圈的兩個參數(shù)--耦合系數(shù)k和品質(zhì)因素Q，對系統(tǒng)的傳輸效率有著至關(guān)重要的作用，因此，合理地優(yōu)化和設(shè)計線圈物理結(jié)構(gòu)上的各項參數(shù)顯得尤為必要。在實際應(yīng)用中，由于四線圈結(jié)構(gòu)的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)比兩線圈、三線圈系統(tǒng)具有更加優(yōu)越的性能，成為目前研究的熱點?；诖?，本文對四線圈結(jié)構(gòu)的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)及其線圈優(yōu)化設(shè)計進行了研究。
　　首先深入分析和研究了無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對不同種類的無線電能傳輸技術(shù)的進行了對比，指出

3、了磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)膬?yōu)勢?；诘刃щ娐纺Ｐ?，分析了最基本的兩線圈結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的傳輸效率、傳輸功率以及頻率分裂現(xiàn)象。重點分析了四線圈結(jié)構(gòu)的磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸效率，并在一定的條件下加以優(yōu)化。
　　其次，以提高系統(tǒng)傳輸效率為目的，進行線圈優(yōu)化的理論分析。選用能夠節(jié)省空間的平面螺旋線圈結(jié)構(gòu)，在電源頻率、線圈面積、導(dǎo)線半徑固定的情況下，對線圈的匝數(shù)、匝間距進行合理的優(yōu)化，使得系統(tǒng)的兩個作為中繼接力的平面螺旋諧振線圈的品質(zhì)