無線充電技術(shù)是以激發(fā)自由空間能量場為傳輸媒介的電能傳輸技術(shù),由于具有無需物理電氣連接、安全、便攜等獨(dú)有優(yōu)勢,為目前智能手機(jī)頻繁插接電源、數(shù)據(jù)線不匹配、充電器不匹配、線路老化等問題提供了完美的解決方案,而且該技術(shù)已成為智能便攜設(shè)備充電方案的主要研究發(fā)展方向。本文主要基于磁耦合諧振技術(shù),針對手機(jī)無線充電系統(tǒng)中雙邊諧振網(wǎng)絡(luò)等效電源以及線圈傳輸最佳距離的問題,應(yīng)用電路理論以及電磁場理論進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容為:首先,基于電路理論建立磁耦合諧振式手機(jī)無線充電系統(tǒng)等效電路模型,并介紹了系統(tǒng)各模塊功能。通過對四種基本諧振網(wǎng)絡(luò)以及雙邊LCC諧振網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行理論建模分析,對比分析負(fù)載以及頻率對輸出功率與系統(tǒng)傳輸效率的影響,選取可等效為恒流源的雙邊LCC諧振網(wǎng)絡(luò),并對其優(yōu)化,增加控制常量,設(shè)計(jì)雙邊LCC功率可調(diào)恒壓恒流無線充電方案,建立各元器件參數(shù)數(shù)學(xué)模型以及參數(shù)選取方案;通過Multisim電路仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。其次,基于電磁場理論確立系統(tǒng)線圈基本模型,并通過整體線匝法計(jì)算線圈自感互感。依托HFSS三維電磁場仿真平臺(tái)建立系統(tǒng)線圈三維模型以及仿真計(jì)算,通過分析周期內(nèi)空間電磁場的磁場強(qiáng)度及其分布情況、線圈間...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 無線充電技術(shù)概述
        1.2.1 電磁感應(yīng)式
        1.2.2 電磁輻射式
        1.2.3 電場耦合式
        1.2.4 磁耦合諧振式
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
    1.5 本章小結(jié)
2 磁耦合諧振式手機(jī)無線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理分析
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)與功能分析
    2.3 手機(jī)鋰電池分析
    2.4 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)要求
    2.5 高頻逆變電路結(jié)構(gòu)分析
    2.6 諧振網(wǎng)絡(luò)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.6.1 四種基本諧振網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析
        2.6.2 雙邊LCC諧振網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析
        2.6.3 雙邊LCC諧振網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)分析
        2.6.4 控制常量特性分析
        2.6.5 品質(zhì)因數(shù)特性分析
    2.7 系統(tǒng)電路仿真分析
    2.8 本章小結(jié)
3 磁耦合諧振式手機(jī)無線充電系統(tǒng)線圈設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 原副邊線圈基本參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.3 原副邊線圈自感及互感分析
        3.3.1 原副邊線圈自感
        3.3.2 原副邊線圈互感
    3.4 原副邊線圈仿真設(shè)計(jì)
        3.4.1 對稱結(jié)構(gòu)線圈仿真分析
        3.4.2 一大一小結(jié)構(gòu)線圈仿真分析
        3.4.3 線圈間距仿真分析
    3.5 原副邊線圈設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
4 磁耦合諧振式手機(jī)無線充電系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        4.2.1 原邊發(fā)射端硬件電路設(shè)計(jì)
        4.2.2 副邊接收端硬件電路設(shè)計(jì)
        4.2.3 控制器硬件電路設(shè)計(jì)
    4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.3.2 分段充電程序設(shè)計(jì)
        4.3.3 算法控制程序設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)測試與分析
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)
    5.3 系統(tǒng)測試
        5.3.1 設(shè)備搜索匹配測試
        5.3.2 分段充電過程測試
        5.3.3 單負(fù)載與多負(fù)載測試
    5.4 測試結(jié)果分析
        5.4.1 傳輸距離測試結(jié)果
        5.4.2 傳輸效率測試結(jié)果
        5.4.3 待機(jī)功耗測試結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號：3910196