【摘要】：近年來,消費(fèi)者在享受諸如智能手機(jī)、平板電腦等各種便攜式電子設(shè)備給他們的生活帶來諸多樂趣與便利的同時(shí),卻都一直被這些電子產(chǎn)品電池的續(xù)航能力所困擾。在電池大容量小型化技術(shù)取得有效創(chuàng)新之前,對(duì)便攜式電子設(shè)備充電方式的革新就成為一個(gè)能夠解決電池續(xù)航問題的可能方法。將無線電能傳輸(Wireless Power Transmission,WPT)技術(shù)應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的小功率無線充電技術(shù)為此提供了一種全新的充電方式。由于電能在能量發(fā)射端與能量接收端之間的傳輸是以空氣為介質(zhì),不使用充電數(shù)據(jù)線,無線充電技術(shù)可以有效地避免傳統(tǒng)有線充電方式存在的充電接口不盡相同導(dǎo)致的充電數(shù)據(jù)線繁多、數(shù)據(jù)線插拔麻煩與插拔安全隱患等問題,還能夠充分利用“碎片化”時(shí)間進(jìn)行充電,做到“隨放隨充,隨取隨�！�。同時(shí),目前應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的無線充電系統(tǒng)(Wireless Charging System,WCS)也存在成本較高,耦合機(jī)構(gòu)繞制一致性較差、機(jī)械強(qiáng)度不高等問題。因此,論文設(shè)計(jì)了一種小功率無線充電系統(tǒng),在為便攜式電子設(shè)備電池續(xù)航問題提供一種解決方式的同時(shí),降低了系統(tǒng)成本,優(yōu)化了耦合機(jī)構(gòu)。論文以應(yīng)用普及較為廣泛的便攜式電子設(shè)備——智能手機(jī)為對(duì)象,基于感應(yīng)耦合式WPT技術(shù)設(shè)計(jì)了一種小功率WCS,為此主要進(jìn)行了以下工作:首先,在與傳統(tǒng)有芯變壓器進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比的基礎(chǔ)上,對(duì)無芯感應(yīng)耦合式WCS的基本工作原理進(jìn)行了闡述,對(duì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、能量發(fā)射端的基本結(jié)構(gòu)、能量接收端的基本結(jié)構(gòu)以及各結(jié)構(gòu)模塊的功能作用進(jìn)行了介紹。然后,根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以及成本的需求,分析對(duì)比了三種高頻逆變電路以及兩種諧振電容補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定了高頻逆變電路和諧振補(bǔ)償方式,設(shè)計(jì)了電壓、電流、溫度檢測(cè)電路,完成了系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì),介紹了系統(tǒng)的控制,包括系統(tǒng)四個(gè)控制階段主要進(jìn)行的行為活動(dòng)以及功率控制流程,完成了控制芯片的選型。其次,在考慮系統(tǒng)成本、外觀體積的情況下,研究解決了在既保證電能傳輸又不增設(shè)專門的信號(hào)發(fā)射模塊與信號(hào)接收模塊情況下的系統(tǒng)通信問題,設(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)制電路,定義了包括位、字節(jié)、數(shù)據(jù)包在內(nèi)的編碼方案以及相關(guān)的簡(jiǎn)單通信、控制協(xié)議。最后,對(duì)系統(tǒng)的耦合機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析,依據(jù)給出的設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于手機(jī)的PCB耦合機(jī)構(gòu)。
【圖文】：

應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的小功率無線充電系統(tǒng)的研究與開發(fā)對(duì)線圈的品質(zhì)因數(shù)有一定的影響。而在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該觀、性能要求等具體應(yīng)用情況來選取合適的線圈繞制形狀。構(gòu)尺寸分析以平面圓形線圈為對(duì)象，在線圈匝數(shù)及線寬保持不變的條件下分別分寸變化的規(guī)律，，仿真結(jié)果如圖 5.3，5.4 和 5.5 所示。

自感與內(nèi)徑的關(guān)系
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM910.6

【參考文獻(xiàn)】

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2 徐百匯;高嵬;;無線電能傳輸裝置空心線圈間的互感計(jì)算[J];船電技術(shù);2017年01期

3 趙爭(zhēng)鳴;劉方;陳凱楠;;電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)研究綜述[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2016年20期

4 李廣地;呂浩華;袁軍;李波;;動(dòng)力鋰電池的壽命研究綜述[J];電源技術(shù);2016年06期

5 謝岳;潘偉玲;;任意空間位置線圈的互感計(jì)算方法[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2016年06期

6 望俊成;馬曉倩;李翔;周曉丹;;全球無線充電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J];高技術(shù)通訊;2016年03期

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10 李素環(huán);廖承林;王麗芳;郭彥杰;朱慶偉;;無線電能傳輸中線圈設(shè)計(jì)對(duì)效率的影響綜述[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年S1期

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3 李坤;應(yīng)用于AGV的無線充電技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2549666