【摘要】：無線充電技術(shù)在便攜式電子設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,其安全性和便利性是線纜供電方式所無法比擬的,但隨著電子設(shè)備數(shù)量的增多,用戶對(duì)多個(gè)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行充電的場(chǎng)景越來越頻繁,此時(shí)無論是現(xiàn)有的無線充電方式還是傳統(tǒng)的線纜充電方式都無法擺脫充電器材過多給用戶帶來的使用不便以及安全上的隱患,構(gòu)建一種能夠同時(shí)為多個(gè)電子設(shè)備供電的無線充電平臺(tái)越來越受關(guān)注。同時(shí)電子設(shè)備使用頻率的提升使應(yīng)用中對(duì)快速充電的需求也在急劇升高,恒流充電技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)快速充電的一種方式也已經(jīng)得到了越來越多的應(yīng)用,而實(shí)現(xiàn)為多個(gè)電子設(shè)備同時(shí)進(jìn)行快速充電對(duì)于未來人們生活方式的變革有著重要的意義。本文設(shè)計(jì)了一種多負(fù)載無線恒流充電系統(tǒng),首先對(duì)無線能量的傳輸方式以及一對(duì)多無線充電系統(tǒng)基本架構(gòu)進(jìn)行了研究分析,確定了傳輸網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。然后介紹了發(fā)送端的各模塊功能,設(shè)計(jì)了適用于多負(fù)載無線充電系統(tǒng)的線圈結(jié)構(gòu),并對(duì)逆變器在系統(tǒng)中的工作狀態(tài)及作用進(jìn)行了研究分析,通過對(duì)發(fā)送線圈中的電流進(jìn)行檢測(cè),調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率使發(fā)送線圈上方始終有一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)分布,滿足接收端的供電需求。最后對(duì)接收端中的恒流充電控制模塊進(jìn)行了介紹分析,通過采樣充電電流并調(diào)節(jié)DC-DC變換器的輸出電壓對(duì)儲(chǔ)能電池的充電電流進(jìn)行控制,此外,還對(duì)電池在恒流充電狀態(tài)下的的等效模型進(jìn)行了研究,從而得到了系統(tǒng)整體的傳輸特性。本文所設(shè)計(jì)的多負(fù)載無線恒流充電系統(tǒng)系統(tǒng)將發(fā)送端和接收端相互隔離,由不同的控制模塊獨(dú)立控制,因此可根據(jù)自身工作狀態(tài)對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行自主調(diào)節(jié),在多負(fù)載應(yīng)用場(chǎng)景下避免了多個(gè)接收端與發(fā)送端的實(shí)時(shí)通信要求,降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度并提高了響應(yīng)速度,使恒流充電更加穩(wěn)定。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在為四個(gè)1.2V鎳氫電池進(jìn)行充電時(shí),在20cm*20cm的發(fā)送端線圈覆蓋范圍內(nèi),位于不同位置的接收端均能實(shí)現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行100mA的恒流充電,且各接收端整流輸出電壓波動(dòng)幅度在0.2V以內(nèi),系統(tǒng)的傳輸效率達(dá)到了70%。
【圖文】：

多負(fù)載無線恒流充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究國內(nèi)企業(yè)中，海爾公司在無線能量傳輸領(lǐng)域做了深入的研究，2010 年與學(xué)院合作的全球第一款無尾電視在 CES展會(huì)上展出，擺脫了傳統(tǒng)家電的方式，2017 年海爾將無線充電與共享單車相結(jié)合，為智能手機(jī)等便攜式供電，極大地方便了人們的生活；南孚公司針對(duì)蘋果手機(jī)也推出了專用器，可支持多種充電模式，實(shí)現(xiàn)不同功率電能的傳輸[46]。

研究較多的無線能量傳輸方式主要有三種：微波無線能量感應(yīng)耦合無線能量傳輸以及電磁感應(yīng)耦合無線能量傳輸（ICPT），電磁場(chǎng)或電磁波進(jìn)行能量的傳輸，，但實(shí)現(xiàn)方式又相互區(qū)別。根據(jù)工間的關(guān)系，可以將無線能量傳輸?shù)墓ぷ鞣秶鷦澐譃檫h(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)[49]，電磁理論，遠(yuǎn)場(chǎng)以輻射為主，近場(chǎng)以感應(yīng)為主。遠(yuǎn)場(chǎng)又稱為輻射域大于一個(gè)波長的距離，遠(yuǎn)場(chǎng)無線能量傳輸?shù)牡湫痛砭褪俏⒉o線[50]；近場(chǎng)又稱為非輻射域，一般認(rèn)為是小于一個(gè)波長的距離，近場(chǎng)有磁共振感應(yīng)耦合和電磁感應(yīng)耦合兩種耦合方式，由于工作距離較輸效率相對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)無線能量傳輸?shù)囊�，方向性也更好。微波無線能量傳輸技術(shù)波是指頻率在 300MHz～300GHz 的電磁波，即波長在 1mm～1m 之微波無線能量傳輸技術(shù)的工作原理如圖 2.1 所示，先將電能轉(zhuǎn)換為作為能量的載體通過天線輻射到自由空間中，接收裝置在接收到微微波中的能量重新轉(zhuǎn)換為電能供負(fù)載使用。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM724

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 張波;黃潤鴻;丘東元;;磁諧振中距離無線電能傳輸及關(guān)鍵科學(xué)問題[J];電源學(xué)報(bào);2015年04期

2 唐春森;孫躍;戴欣;王智慧;蘇玉剛;呼愛國;;感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)多諧振點(diǎn)及其自治振蕩穩(wěn)定性分析[J];物理學(xué)報(bào);2011年04期

3 戴欣;孫躍;;感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)能量注入控制方法研究[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期

4 孫躍;夏晨陽;戴欣;蘇玉剛;;感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)互感耦合參數(shù)的分析與優(yōu)化[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2010年33期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉小暢;磁耦合諧振式無線能量傳輸若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張小壯;磁耦合諧振式無線能量傳輸距離特性及其實(shí)驗(yàn)裝置研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2626214