磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的研究
本文關(guān)鍵詞:磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的研究
更多相關(guān)文章: 磁耦合諧振式 耦合線圈 功率放大器 諧振頻率 拓?fù)?/b>
【摘要】:基于無線電能傳輸技術(shù)的裝置是指在電能的發(fā)射端和接收端不需要金屬導(dǎo)線相連而進(jìn)行電能傳輸?shù)难b置。它把電源和相應(yīng)的負(fù)載分離開來,不但使用方便,而且消除了在電能傳輸過程中開關(guān)接觸和閉合時可能產(chǎn)生的電火花,在嚴(yán)禁煙火場合無線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用就顯得更加安全、可靠。磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)作為無線電能傳輸技術(shù)的一個重要分支,有傳輸距離更遠(yuǎn)、效率更高、穿透性良好等優(yōu)點(diǎn),因此對這項技術(shù)的研究很快成為各國學(xué)者研究的熱點(diǎn)。對這項技術(shù)的研究雖然取得了較大的進(jìn)展,但在傳輸理論、源電壓信號逆變、諧振頻率的跟蹤、耦合線圈、電磁輻射等方面還有待進(jìn)一步研究。本論文針對磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)開展研究,主要內(nèi)容有:(1)詳細(xì)分析了磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)臋C(jī)理,并根據(jù)互感耦合理論建立了系統(tǒng)電路模型,分析推理出影響無線電能傳輸性能的主要因素。(2)分析了整個電能傳輸系統(tǒng)電路,對線圈在高頻信號下的自感作用、趨膚效應(yīng)和繞法特性進(jìn)行了理論分析,找到了能使電能傳輸?shù)淖罴丫圈結(jié)構(gòu);研究了諧振電容與耦合線圈等效電感電容的不同組合方式,提出了電能轉(zhuǎn)換效率最高的電路結(jié)構(gòu)。(3)通過對諧振電容在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中四種不同組合方式的研究,得到了耦合因數(shù)和電能發(fā)射端接收端電能品質(zhì)因數(shù)對電壓增益的影響規(guī)律,以及不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的最佳應(yīng)用場合。利用PSpice軟件進(jìn)行仿真,證明了理論研究結(jié)果的正確性,為磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置的設(shè)計打下了基礎(chǔ)。(4)詳細(xì)分析了各類功率放大器的原理電路和工作點(diǎn)波形圖,為功率放大器方案的選擇和設(shè)計提供依據(jù)。(5)根據(jù)理論研究成果進(jìn)行磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)脑O(shè)計,提出了系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計方法以及相關(guān)電路各個元件和芯片的選擇依據(jù),最終制作了輸出參數(shù)為6 V/3 W的試驗(yàn)樣機(jī)。
【關(guān)鍵詞】:磁耦合諧振式 耦合線圈 功率放大器 諧振頻率 拓?fù)?/strong>
【學(xué)位授予單位】:石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TM724
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第一章 緒論10-17
- 1.1 課題研究背景10-11
- 1.2 無線電能傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-13
- 1.2.1 電磁感應(yīng)式無線電能傳輸技術(shù)12
- 1.2.2 微波式無線電能傳輸技術(shù)12-13
- 1.2.3 磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)13
- 1.3 磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的研究背景13-15
- 1.4 磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的主要問題15
- 1.5 論文研究的目的和意義15-16
- 1.6 論文的主要研究內(nèi)容16-17
- 第二章 磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的原理及模型分析17-25
- 2.1 系統(tǒng)傳輸原理研究17-18
- 2.2 磁耦合理論概念簡述18
- 2.3 無線能量傳輸系統(tǒng)建模18-21
- 2.4 系統(tǒng)仿真分析21-24
- 2.5 本章小結(jié)24-25
- 第三章 磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的特性研究25-42
- 3.1 系統(tǒng)拓?fù)涮匦苑治?/span>25-26
- 3.2 線圈特性分析26-29
- 3.2.1 線圈的自感作用26-27
- 3.2.2 線圈繞法特性分析27-28
- 3.2.3 高頻信號下導(dǎo)線的趨膚效應(yīng)28-29
- 3.3 串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振分析29-32
- 3.3.1 LC串聯(lián)諧振29-31
- 3.3.2 LC并聯(lián)諧振31-32
- 3.4 諧振電容對拓?fù)涞挠绊?/span>32-36
- 3.4.1 發(fā)射端諧振對系統(tǒng)性能的影響33-34
- 3.4.2 接收端諧振對系統(tǒng)性能的影響34-36
- 3.5 LC諧振對系統(tǒng)增益的影響36-41
- 3.5.1 對電壓增益的影響36-40
- 3.5.2 發(fā)射端諧振電容的選取40-41
- 3.6 本章小結(jié)41-42
- 第四章 功率放大器方案的確定42-54
- 4.1 一般功率放大器的形式42-46
- 4.1.1 A類功率放大器42-43
- 4.1.2 B類功率放大器43-44
- 4.1.3 AB類功率放大器44-45
- 4.1.4 C類功率放大器45-46
- 4.2 OTL功率放大器46-48
- 4.3 OCL功率放大器48-50
- 4.4 E類功率放大器50-52
- 4.5 功率放大器的選擇52-53
- 4.6 本章小結(jié)53-54
- 第五章 磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)設(shè)計54-71
- 5.1 無線電能傳輸系統(tǒng)的總體拓?fù)湓O(shè)計54
- 5.2 函數(shù)信號產(chǎn)生電路的的設(shè)計54-59
- 5.2.1 信號產(chǎn)生電路元器件的選擇54-58
- 5.2.2 信號產(chǎn)生電路圖設(shè)計58-59
- 5.3 功率放大器的設(shè)計59-63
- 5.3.1 元器件的選擇59-61
- 5.3.2 OCL功率放大器的電路圖設(shè)計61-63
- 5.4 耦合線圈電路的設(shè)計63-64
- 5.5 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計64-68
- 5.5.1 LM78芯片的應(yīng)用65-66
- 5.5.2 原理圖的設(shè)計66-67
- 5.5.4 電路仿真實(shí)驗(yàn)67-68
- 5.6 整流濾波電路設(shè)計68-70
- 5.7 諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的試驗(yàn)樣機(jī)的制作70
- 5.8 本章小結(jié)70-71
- 第六章 結(jié)論與展望71-73
- 6.1 工作總結(jié)71
- 6.2 設(shè)計心得體會71-72
- 6.3 展望72-73
- 參考文獻(xiàn)73-75
- 致謝75-76
- 個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76
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,本文編號:1000897
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