本文關(guān)鍵詞：基于共振的無線能量傳輸系統(tǒng)高頻電源的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 無線能量傳輸 磁耦合 電磁共振 高頻電源 諧振頻率自動(dòng)跟隨 自起振

【摘要】：多年來,實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸一直是國內(nèi)外許多學(xué)者不懈追求的夢想。盡管人們在信號(hào)的無線傳輸領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展。但是使用無線傳輸能量的研究一直進(jìn)展甚微。早在1894年,特斯拉(Nikola Tesla)就利用電力感應(yīng)的原理在實(shí)驗(yàn)室通過無線方式點(diǎn)亮了一個(gè)白熾燈。此后很長一段時(shí)間該研究停滯不前,直到當(dāng)代,無線能量傳輸又成為科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。目前,無線能量傳輸主要分為:電磁輻射式、非輻射電磁感應(yīng)式(變壓器原理)、非輻射電磁共振式三種傳輸方式。本論文針對非輻射電磁共振式無線能量傳輸面臨的技術(shù)性問題之一——高頻電源的設(shè)計(jì)提出了一套完整的解決方案。并結(jié)合無線能量傳輸?shù)木唧w應(yīng)用,提出了一種諧振頻率自動(dòng)跟蹤高頻電源設(shè)計(jì)方案和一種自起振諧振頻率自動(dòng)跟蹤高頻電源的設(shè)計(jì)方案。首先,本文使用Simulink中的SimPower Systems工具箱對電磁共振式無線能量傳輸?shù)脑磉M(jìn)行了仿真研究和理論分析,確定了研究對象的設(shè)計(jì)要求以及基本參數(shù);然后,分別論述了以上三種方案的原理,結(jié)合Multisim仿真軟件設(shè)計(jì)出電路,并使用Altium Designer畫出原理圖和PCB,制作出了電路實(shí)物。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三種方案的可行性及穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的使用于高頻變壓器的開關(guān)電源交變頻率一般在20k Hz左右。而本文實(shí)現(xiàn)了開關(guān)頻率500kHz~1MHz的高頻電源的設(shè)計(jì),并提出了一種頻率自動(dòng)跟隨設(shè)計(jì)和一種自起振設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：無線能量傳輸 磁耦合 電磁共振 高頻電源 諧振頻率自動(dòng)跟隨 自起振
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM724
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 共振式無線能量傳輸研究概述11-12
• 1.1.1 無線能量傳輸?shù)难芯颗c發(fā)展11
• 1.1.2 無線能量傳輸?shù)母拍?/span>11-12
• 1.1.3 共振式無線能量傳輸?shù)膬?yōu)勢12
• 1.2 共振式無線能量傳輸研究的意義12-14
• 1.2.1 共振式無線能量傳輸在能源傳輸系統(tǒng)中重要意義12-13
• 1.2.2 高頻電源的設(shè)計(jì)在共振式無線能量傳輸中的重要意義13-14
• 1.3 無線能量傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-19
• 1.3.1 無線能量傳輸發(fā)展歷史14
• 1.3.2 無線能量傳輸?shù)膰庋芯楷F(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 無線能量傳輸?shù)膰鴥?nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.4 無線能量傳輸?shù)纳虡I(yè)利用現(xiàn)狀17-18
• 1.3.5 無線能量傳輸?shù)难芯空雇?/span>18-19
• 1.4 本文研究的內(nèi)容19-20
• 第2章 共振式無線能量傳輸?shù)慕＜袄碚摲治?/span>20-28
• 2.1 共振式無線能量傳輸?shù)南到y(tǒng)建模20
• 2.2 共振式無線能量傳輸?shù)碾娐纺Ｐ图袄碚摲治?/span>20-22
• 2.2.1 共振式無線能量傳輸?shù)碾娐纺Ｐ?/span>20-21
• 2.2.2 共振式無線能量傳輸?shù)碾娐纺Ｐ颓蠼?/span>21-22
• 2.3 共振式無線能量傳輸系統(tǒng)效率影響因子分析22-27
• 2.3.1 高頻電源頻率對系統(tǒng)效率的影響22-24
• 2.3.2 線圈耦合系數(shù)對系統(tǒng)效率的影響24-26
• 2.3.3 負(fù)載對系統(tǒng)效率的影響26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 無線能量傳輸高頻電源的仿真28-32
• 3.1 高頻電源設(shè)計(jì)原理28
• 3.2 無線能量傳輸高頻電源及系統(tǒng)仿真28-30
• 3.2.1 耦合線圈的Simulink模型28-29
• 3.2.2 高頻電源的Simulink模型29-30
• 3.2.3 高頻電源仿真效果30
• 3.3 ZCS實(shí)現(xiàn)原理及仿真30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 高頻電源硬件電路設(shè)計(jì)32-41
• 4.1 高頻信號(hào)發(fā)生電路32-36
• 4.1.1 高頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)要求32
• 4.1.2 PLL倍頻方案32-33
• 4.1.3 MAX038單片集成方案33-34
• 4.1.4 基于DDS的信號(hào)發(fā)生器方案34-36
• 4.2 功率放大電路36-38
• 4.2.1 功率放大電路總體設(shè)計(jì)36
• 4.2.2 控制信號(hào)處理電路36-37
• 4.2.3 功率放大電路37-38
• 4.3 功率器件的選型38-39
• 4.4 印刷電路板的制作39-40
• 4.5 設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果40
• 4.6 本章小結(jié)40-41
• 第5章 諧振頻率自動(dòng)跟隨和自起振結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)41-56
• 5.1 諧振頻率自動(dòng)跟隨思想的來源41-42
• 5.2 諧振頻率自動(dòng)跟隨設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)42-51
• 5.2.1 總體設(shè)計(jì)思路42-43
• 5.2.2 電流信號(hào)檢測環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)43-44
• 5.2.3 信號(hào)增益電路設(shè)計(jì)44
• 5.2.4 信號(hào)移相電路設(shè)計(jì)44-48
• 5.2.5 波形變換電路設(shè)計(jì)48-49
• 5.2.6 輸入信號(hào)切換電路設(shè)計(jì)49-50
• 5.2.7 諧振頻率自動(dòng)跟隨設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)50-51
• 5.3 自起振設(shè)計(jì)思想的來源51-52
• 5.4 自起振設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)52-55
• 5.4.1 自起振設(shè)計(jì)的仿真52-53
• 5.4.2 線圈檢測環(huán)節(jié)的改進(jìn)53
• 5.4.3 自起振設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)53-55
• 5.5 諧振頻率自動(dòng)跟隨和自起振實(shí)驗(yàn)結(jié)論55
• 5.6 本章小結(jié)55-56
• 第6章 結(jié)論與展望56-58
• 6.1 結(jié)論56
• 6.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果60-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作61-62
• 致謝62-63
• 作者簡介63

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3 黃霞麗;;無線能量傳輸技術(shù)[J];無線互聯(lián)科技;2012年07期

4 雷進(jìn)輝;杜留峰;;無線能量傳輸技術(shù)的理論研究[J];福建電腦;2009年10期

5 白亮宇;唐厚君;徐陽;;經(jīng)表皮能量傳輸系統(tǒng)電氣參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2011年09期

6 吳嘉迅;吳俊勇;張寧;黃威博;楊玉青;徐倪睿;;基于磁耦合諧振的無線能量傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)研究[J];現(xiàn)代電力;2012年01期

7 朱春波;于春來;毛銀花;陳清泉;;磁共振無線能量傳輸系統(tǒng)損耗分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年04期

8 韓建輝;亓東欣;張威;田小建;;近場無線能量傳輸系統(tǒng)的效率研究[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2012年04期

9 孫中華;黃平;劉修泉;;三維無線能量傳輸系統(tǒng)失諧影響的研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年31期

10 魏云波;王俊元;張紀(jì)平;;新型低頻高壓無線能量傳輸電源設(shè)計(jì)[J];中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

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1 崔曉熙;劉國希;董蜀湘;;低頻下的無線能量傳輸與磁場通訊[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 肖桂良;;無線能量傳輸技術(shù)概述[A];《IT時(shí)代周刊》論文專版（第300期）[C];2014年

3 于歆杰;;基于磁電層狀復(fù)合材料的無線能量傳輸[A];新觀點(diǎn)新學(xué)說學(xué)術(shù)沙龍文集57：無線電能傳輸關(guān)鍵技術(shù)問題與應(yīng)用前景[C];2011年

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5 朱春波;;用于移動(dòng)設(shè)備的非接觸供電技術(shù)應(yīng)用研究[A];新觀點(diǎn)新學(xué)說學(xué)術(shù)沙龍文集57：無線電能傳輸關(guān)鍵技術(shù)問題與應(yīng)用前景[C];2011年

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5 江彥;地下能量傳輸及其傳熱控制研究[D];吉林大學(xué);2010年

6 賈智偉;胃腸道微型介入式診療裝置無線供能技術(shù)的優(yōu)化與應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2012年

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1 萬如;四線圈電磁諧振式無線能量傳輸系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2015年

2 李哲;基于磁耦合諧振的無線攜能通信系統(tǒng)研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 洮爾根;諧振式全向無線能量發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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6 李超;基于電磁諧振耦合無線能量傳輸系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

7 冷軒;光合作用捕光系統(tǒng)中能量傳輸?shù)难芯縖D];寧波大學(xué);2015年

8 劉佳奇;中短距離磁耦合無線能量傳輸研究與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2014年

9 修自任;無線能量傳輸?shù)姆蔷�性現(xiàn)象研究[D];電子科技大學(xué);2015年

10 何金梅;基于回復(fù)式反射和近場聚焦的無線能量傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2014年

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