遠(yuǎn)距離小功率無線電能傳輸技術(shù)研究.pdf

1、近年來隨著科技發(fā)展和人們生活水平提高，手機、穿戴式設(shè)備、人體植入式設(shè)備以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等得到廣泛應(yīng)用并且呈現(xiàn)逐年增長趨勢。這些設(shè)備主要特點有功率等級較低、耗能較高以及尺寸較小等，能量補充問題始終是制約這些設(shè)備進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。傳統(tǒng)充電方式大都采用有線方式，雖然效率較高，但是存在充電器接口不統(tǒng)一、潛在安全隱患以及攜帶不方便等固有缺點。這就要求提出一種新型充電方式來解決上述問題，磁耦合共振式無線電能傳輸技術(shù)隨之而生，與其它無線電能傳輸技術(shù)

2、相比，具有傳輸距離遠(yuǎn)、功率等級大以及效率較高等優(yōu)勢，最具有應(yīng)用前景。
　　本文以磁耦合共振式技術(shù)為基礎(chǔ)，研究遠(yuǎn)距離內(nèi)、大發(fā)射端對小接收端形式的不對稱線圈結(jié)構(gòu)以及不同負(fù)載接入方式時小功率無線電能傳輸系統(tǒng)，旨在為不同種類的小功率設(shè)備提供更加便捷的充電方式，以便解決設(shè)備的能量補充問題，從而推動這些設(shè)備進(jìn)一步廣泛應(yīng)用。
　　本文首先對系統(tǒng)基本原理進(jìn)行研究，通過電路理論分析二線圈模型，得到影響系統(tǒng)傳輸功率和效率的主要因素，得知這種結(jié)構(gòu)

3、不適合于遠(yuǎn)距離傳輸場合。為克服這種缺陷，優(yōu)化設(shè)計三線圈結(jié)構(gòu)，通過使用發(fā)射端增強線圈實現(xiàn)電流以及空間磁場強度和分布范圍的放大。同時，對接收端不同負(fù)載接入方式進(jìn)行分析，提出不同負(fù)載阻值情況時需要選擇相應(yīng)的負(fù)載接入方式，以便提高傳輸距離、功率和效率。
　　采用上述三線圈結(jié)構(gòu)完成系統(tǒng)實驗平臺搭建，主要研究三線圈結(jié)構(gòu)的合理性、接收端不同負(fù)載接入方式及負(fù)載變化特性、傳輸方向特性、多接收端情況以及空間磁場分布和軟開關(guān)狀態(tài)對系統(tǒng)性能影響。實驗證明