【摘要】：隨著電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展,功能愈加增多,對能量依賴也愈加增強(qiáng),而拖著電纜或攜帶較大電池使電子產(chǎn)品的在便攜性和應(yīng)用范圍方面受到了很大限制,這使得無線功率傳輸在近些年成為研究的熱點(diǎn)。無線功率傳輸根據(jù)距離可分為三類：遠(yuǎn)距離電能傳輸、近距離電能傳輸和中等距離的電能傳輸。遠(yuǎn)距離電能的傳輸主要通過激光或微波實(shí)現(xiàn),距離可以達(dá)到數(shù)十或數(shù)千公里,甚至更遠(yuǎn)；近距離電能傳輸通過電磁感應(yīng)耦合原理實(shí)現(xiàn)了電能不通過電纜的非接觸式傳輸,但距離較近,數(shù)十公分或更近；中等距離電能傳輸則為數(shù)米遠(yuǎn)的電能傳輸,目前主要通過強(qiáng)諧振耦合原理實(shí)現(xiàn)。本文主要研究基于中等距離的強(qiáng)諧振式的無線功率傳輸,距離有數(shù)米遠(yuǎn),系統(tǒng)主要包含工頻電能到高頻電能的變換和無線功率收發(fā),主要涉及電力電子的功率變換、電磁場理論和控制理論等。本文從以下幾個(gè)方面對強(qiáng)諧振式無線功率傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 1.功率因數(shù)調(diào)整在有源功率因數(shù)調(diào)整方面,本文提出了一種具有隔離的無橋有源式功率因數(shù)調(diào)整線路,線路基于SEPIC拓?fù)?深入分析了該線路的各種電氣特性,并進(jìn)行了仿真,分析和仿真結(jié)果表明該線路具有較高功率因數(shù),同時(shí)具有效率高、諧波小和安全性高等特點(diǎn)。針對無源式功率因數(shù)調(diào)整,填谷式線路是應(yīng)用比較典型的無源功率調(diào)整線路,本文通過對經(jīng)典的填谷式線路的詳細(xì)分析,提出了一種增強(qiáng)的填谷式功率因數(shù)調(diào)整線路,進(jìn)一步提高功率因素,并大大減小了諧波。 2.逆變線路目前常用電壓饋電半橋或全橋逆變線路,由于開關(guān)管含有極間電容,電壓饋電的橋式逆變線路在導(dǎo)通瞬間會產(chǎn)生較大電流沖擊,容易造成非工作開關(guān)管的誤導(dǎo)通,以及對非工作橋臂也造成較大干擾,本文綜合電流饋電和電壓饋電兩種線路特點(diǎn),提出了一種電流和電壓聯(lián)合饋電逆變線路,改善了功率開關(guān)管的驅(qū)動性能,大大減小了導(dǎo)通瞬間的電流沖擊,在一定程度上降低了開關(guān)功耗,同時(shí)避免了對其他非工作功率管的干擾,減小了電磁干擾特性,增強(qiáng)了系統(tǒng)安全和穩(wěn)定。 3.開關(guān)管高頻驅(qū)動本文通過對傳統(tǒng)白舉供電驅(qū)動線路分析,提出了一種新的自舉供電開關(guān)管驅(qū)動線路,使得驅(qū)動線路保持了白舉供電線路的簡單特性,又具有負(fù)電壓關(guān)斷功能,系統(tǒng)具有較好的可靠性。 4.強(qiáng)諧振耦合無線功率傳輸系統(tǒng)的饋電和受電傳統(tǒng)饋電主要為線性饋電和開關(guān)式直接饋電,線性饋電效率極低,開關(guān)式直接饋電線路自身參數(shù)對諧振影響和限制較大。本文提出了一種串聯(lián)-并聯(lián)組合方式的間接饋電方案,實(shí)現(xiàn)了半橋線路的軟開關(guān),同時(shí)為并聯(lián)諧振的間接饋電線路提供恒流源,使并聯(lián)諧振線路避免了開關(guān)器件的影響,并且具有較好的諧振性能。在受電方面給出了一種串并聯(lián)諧振線路在受電線路的應(yīng)用,使得受電線路具有更好的負(fù)載特性,并且避免了受電線圈的阻抗對上一級諧振線路的影響,這一方式也可推廣到非阻性負(fù)載。 5.諧振式無線功率傳輸拓?fù)浞治鲆宰儔浩髟矸治鰹榛A(chǔ),進(jìn)一步分析了漏感的產(chǎn)生,根據(jù)原邊和次邊采用串聯(lián)或并聯(lián)諧振補(bǔ)償方式不同,衍生出四種拓?fù)?本文對各種拓?fù)溥M(jìn)行了分析,給出了各種拓?fù)涞碾妷�、電流以及功率等特�?并對其中兩種拓?fù)涞念l率問題進(jìn)行了分析。 6.開關(guān)式間接饋電的強(qiáng)諧振式無線功率傳輸?shù)纳钊敕治龊蛢?yōu)化,在麻省理工學(xué)院學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)所提諧振式無線功率傳輸方案的基礎(chǔ)上,對該方案進(jìn)行了更進(jìn)一步的電氣特性研究,歸納了多級串聯(lián)諧振電壓、電流和電阻的一些特性,并進(jìn)一步分析了線圈電感、電容取值以及線圈電磁場和線圈匝數(shù)等參數(shù),使之優(yōu)化得到更大的傳輸功率和傳輸效率。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM724

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 周東勝;杭華民;楊長龍;;電磁加熱技術(shù)及其在熱固性玻璃鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];纖維復(fù)合材料;2011年01期

2 姚勇;熊志鋼;陳代任;程，

本文編號：2530119