本文關(guān)鍵詞：基于磁耦合的諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 磁耦合 諧振 無線充電 載波通信 電能傳輸系統(tǒng)

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)以及平板電腦等手持設(shè)備越來越多地出現(xiàn)在我們生活中。人們對(duì)電子設(shè)備的需求不僅僅是功能性的需求,方便、美觀、整潔及安全逐漸成為人們選購電子產(chǎn)品的新的衡量標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)電子設(shè)備的充電方式一直以直充為主,不可避免的出現(xiàn)導(dǎo)線容易老化、不美觀、不安全及充接口不兼容等一系列問題。無線供電技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了上述諸多問題,磁耦合電能傳輸是一種新型的電能傳輸技術(shù),它以基本的電磁感應(yīng)和諧振耦合為基礎(chǔ),具有傳輸距離遠(yuǎn),傳輸電能穩(wěn)定等特點(diǎn)。克服了傳統(tǒng)有線輸電的諸多缺點(diǎn),在人類電力發(fā)展史上具有里程碑的意義與價(jià)值。本文首先介紹了無線充電的三種工作原理,重點(diǎn)闡述了磁耦合諧振式無線充電的工作過程和接收端信號(hào)回傳技術(shù)的原理。以STM32控制器為核心設(shè)計(jì)了電能發(fā)射電路,基于STM8為CPU設(shè)計(jì)了接收端能量處理以及信號(hào)產(chǎn)生電路。采用無線電能傳輸技術(shù)與載波信號(hào)技術(shù)相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)了本文的主題：基于磁耦合的諧振式無線供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)以能量正向傳輸和信號(hào)反向回傳為主線,能量傳遞部分主要包括信號(hào)發(fā)生電路、驅(qū)動(dòng)電路、直流逆變、電磁能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、整流濾波等,以STM32產(chǎn)生雙路互補(bǔ)PWM信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)后級(jí)以H橋?yàn)榛A(chǔ)的電磁能轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),將直流電轉(zhuǎn)化為高頻交流電,通過初級(jí)線圈將磁場(chǎng)能耦合到次級(jí)線圈,整流穩(wěn)壓后輸出給鋰離子電池充電。信號(hào)反向回傳部分主要包括信號(hào)調(diào)制和信號(hào)解調(diào)兩部分,接收端以STM8S為控制核心,將充電狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)制到接收端線圈,借助ASK幅移鍵控調(diào)制技術(shù),通過載波的形式將充電狀態(tài)回傳到發(fā)射端,解調(diào)做出相應(yīng)的判斷,系統(tǒng)做到自動(dòng)判斷充電結(jié)束并斷電的功能,完成一次完整的能量傳遞與信號(hào)反饋過程。本設(shè)計(jì)完成了電能的無線傳遞過程,并通過載波技術(shù)將鋰離子電池的狀態(tài)實(shí)時(shí)傳遞到發(fā)射端主控制器,完成了系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié),提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性,為工程設(shè)計(jì)提供了可參考的方案。
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM724

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本文編號(hào)：1209510