【摘要】：隨著電子產(chǎn)品以及便攜式設(shè)備的發(fā)展,人們對(duì)電源的簡便性和可靠性的要求越來越高,而無線能量傳輸技術(shù)的使用,能夠滿足人們的這一需求。無線能量傳輸技術(shù)應(yīng)用非常廣泛,大到電動(dòng)汽車的無線充電,小到片上芯片之間的無線能量傳輸,而這些技術(shù)的關(guān)鍵是用于發(fā)射和接收能量的耦合電感對(duì)以及無線收發(fā)電路。本文探討了無線能量傳輸技術(shù)的兩個(gè)特殊應(yīng)用環(huán)境,分別是芯片內(nèi)無線能量傳輸技術(shù)和高壓輸電線上的自取能技術(shù),探討這兩個(gè)環(huán)境下的能量發(fā)射和恢復(fù)問題。論文首先介紹了無線能量傳輸系統(tǒng)工作的原理,分析基于電感耦合系統(tǒng)的能量恢復(fù)效率以及優(yōu)化方法。介紹使用HFSS(High Frequency Structure Simulator)軟件仿真電感,并且給出片上電感的設(shè)計(jì)原則。最終,用仿真得到的電感參數(shù)設(shè)計(jì)了基于smic 18mmrf的片上芯片無線能量傳輸系統(tǒng)。該芯片最終能夠傳輸大約16mW功率,輸出電壓能達(dá)到1.4V,輸出電流達(dá)到11.7mA,能量密度達(dá)到了 878mW/mm2。整塊芯片完成了從原理圖設(shè)計(jì)到版圖交付流片的過程。在高壓輸電線自取能項(xiàng)目中,基于電磁感應(yīng)原理,我們重新設(shè)計(jì)了取能線圈的樣式,推導(dǎo)出新模型下的線圈感應(yīng)電壓并且用實(shí)驗(yàn)證明了新型結(jié)構(gòu)的實(shí)用性與推導(dǎo)理論的可靠性。將新型取能線圈結(jié)構(gòu)與CMOS技術(shù)結(jié)合,將除去感應(yīng)線圈與濾波電容的其他模塊用CMOS技術(shù)集成在一顆芯片上。這樣做的好處是,不僅能夠減小整個(gè)取能系統(tǒng)的體積,使其更靈活地應(yīng)用在所需場(chǎng)所,還使得這與檢測(cè)模塊電路兼容,這也為以后整個(gè)取能供電模塊以及監(jiān)測(cè)模塊集成為一個(gè)片上系統(tǒng)成為可能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,新型取能線圈能夠恢復(fù)出不低于50mW的功率。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM724

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