本文關鍵詞：共振式無線電能傳輸系統(tǒng)的關鍵技術研究

  更多相關文章： 共振式WPT 傳輸距離與效率 品質因數(shù)

【摘要】：無線電能傳輸技術與傳統(tǒng)的接觸式充電相比較具有的方便靈活、環(huán)境適應性強、安全可靠等優(yōu)點使得其吸引著國內(nèi)外越來越多的專家學者對此進行研究。其中,共振式WPT技術因其具有較遠傳輸距離以及高效率的能量傳輸特性而具有極大的應用價值,對無線電能傳輸技術的發(fā)展具有重要意義,將是無線電能傳輸領域的重要發(fā)展方向。文中首先介紹無線電能傳輸技術的概念及其分類,回顧共振式WPT技術的發(fā)展歷史,對共振式WPT技術的基本結構與工作原理、關鍵與熱門技術的發(fā)展研究以及產(chǎn)品開發(fā)與實際應用現(xiàn)狀等進行歸納、總結,指出共振式WPT技術的關鍵是優(yōu)化非接觸變壓器以提升能量傳輸效率。然后,本文利用互感模型推導電壓增益、傳輸功率及其傳輸效率的表達式,并分析系統(tǒng)傳輸特性與多個關鍵參數(shù)之間的關系。針對共振式WPT技術中通常要面臨延長傳輸距離與提升傳輸效率這兩個問題進行研究,提出利用8字型繞組增加耦合系數(shù),建立了系統(tǒng)的品質因數(shù)模型,并設計負載選取以及高頻化的方法,使共振式WPT系統(tǒng)的傳輸特性得到優(yōu)化。結合常規(guī)的非接觸變壓器以及電路的參數(shù)設計方法,提出并設計了一種基于最大電壓增益距離點的系統(tǒng)最大電壓增益與輸出功率設計方法。同時文章也給出了基于Ga N器件的Class-E變換器的效率評估,研究指出Ga N晶體管能夠同時提供極低的Rds(on)和柵極電荷(Qg),給Class-E變換器帶來明顯更高的傳輸效率、更小的提及尺寸和更低的成本。接著,文中將單激勵共振式WPT系統(tǒng)提升至多激勵的共振式WPT供電區(qū)域,為構建全向供電區(qū)域提出一種繞組連接原則,通過改變激勵線圈的繞組連接方式來改變無線供電區(qū)域內(nèi)的磁場分布,受電終端通過改變其在區(qū)域內(nèi)的自由度來提高能量耦合度與電能傳輸效率。對不同繞組連接方式下的磁場分布狀況進行了分析與總結。最后,文章對共振式WPT技術的傳輸特性、優(yōu)化途徑、系統(tǒng)設計流程等進行歸納、總結,為進一步開展共振式WPT技術的研究和應用打下基礎。
【關鍵詞】：共振式WPT 傳輸距離與效率 品質因數(shù)
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-31
• 1.1 引言14
• 1.2 非接觸電能傳輸技術14-19
• 1.2.1 電磁輻射式WPT15
• 1.2.2 磁場耦合WPT15-17
• 1.2.3 無線電能傳輸標準17-19
• 1.3 共振式WPT技術的研究現(xiàn)狀19-29
• 1.3.1 基本結構與工作原理19-21
• 1.3.2 關鍵與熱門技術的發(fā)展研究21-28
• 1.3.3 產(chǎn)品開發(fā)與實際應用現(xiàn)狀28-29
• 1.4 本文的研究意義及研究內(nèi)容29-31
• 1.4.1 研究意義29-30
• 1.4.2 研究內(nèi)容30-31
• 第二章 兩線圈S/S共振式WPT系統(tǒng)的特性研究與分析31-50
• 2.1 引言31
• 2.2 系統(tǒng)工作原理31-34
• 2.3 電壓增益的特性分析與論證34-39
• 2.3.1 負載特性34-35
• 2.3.2 距離特性35-36
• 2.3.3 內(nèi)阻特性36-38
• 2.3.4 共振頻率特性38-39
• 2.4 輸出功率的特性分析與論證39-42
• 2.4.1 負載特性39-40
• 2.4.2 距離特性40-41
• 2.4.3 共振頻率特性41-42
• 2.5 傳輸效率的特性分析與論證42-45
• 2.5.1 負載特性42-43
• 2.5.2 距離特性43-44
• 2.5.3 共振頻率44-45
• 2.6 傳輸特性的實驗驗證與分析45-48
• 2.7 本章小結48-50
• 第三章 兩線圈S/S共振式WPT系統(tǒng)優(yōu)化方法50-59
• 3.1 引言50
• 3.2 能量傳輸效率的提高50-56
• 3.2.1 提高品質因數(shù)提高能量傳輸效率50-53
• 3.2.2 線圈結構優(yōu)化提高耦合系數(shù)53-54
• 3.2.3 負載電阻的選取可優(yōu)化傳輸特性54-56
• 3.3 傳輸距離的擴大56-58
• 3.4 本章小結58-59
• 第四章 共振式WPT系統(tǒng)的實驗平臺搭建與實驗驗證59-70
• 4.1 引言59
• 4.2 系統(tǒng)參數(shù)設計與驗證59-61
• 4.2.1 非接觸變壓器設計59-60
• 4.2.2 非接觸變壓器自感與互感的驗證60-61
• 4.3 基于最大電壓增益距離點的設計方法研究61-64
• 4.4 Class-E變換器在共振式WPT系統(tǒng)中的應用64-69
• 4.4.1 Class E變換器的工作原理64
• 4.4.2 基于最優(yōu)負載的參數(shù)設計方法64-66
• 4.4.3 Class E變換器的實驗驗證與分析66-67
• 4.4.4 基于GaN器件的Class E變換器的效率評估67-69
• 4.5 本章小結69-70
• 第五章 共振式無線充電區(qū)域的設計與實現(xiàn)70-76
• 5.1 引言70
• 5.2 全向供電區(qū)域的磁場研究與設計70-73
• 5.2.1 等效磁極模型的提出與研究71-72
• 5.2.2 線圈繞組連接原則的提出與研究72-73
• 5.3 共振式無線充電區(qū)域的實驗驗證與分析73-74
• 5.4 應用前景展望74-75
• 5.4.1 家庭用電器的無線供電75
• 5.4.2 醫(yī)用設備的無線供電75
• 5.5 本章小結75-76
• 第六章 結束語76-77
• 6.1 本文總結76
• 6.2 下一步工作76-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81-82
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文82

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 盧希敢;運算放大器電源電壓抑制比、開環(huán)電壓增益和共模抑制比的關系[J];儀器儀表學報;1980年04期

2 劉祖剛,曾梅香;關于并聯(lián)負反饋的兩個重要問題[J];高等函授學報(自然科學版);1996年01期

3 王廣彬;仇正強;陳劍飛;;一種高增益Boost變換器的研究與分析[J];低壓電器;2013年21期

4 李果;林書玉;;一種新型徑向復合階梯盤形壓電變壓器[J];陜西師范大學學報(自然科學版);2014年01期

5 孟繁鋼,劉剛;雙向激磁的Buck電路[J];鞍山科技大學學報;2005年01期

6 吳浩;;收錄機集成塊的功能及參數(shù)[J];電氣時代;1990年07期

7 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧元慶;石會;孫崢;丁偉;龔晶;;負反饋對放大電路電壓增益的影響研究[A];中國電子教育學會高教分會2014年學術年會論文集[C];2014年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 四川南部縣職業(yè)技術學校 敬樹賢;在物理、電子專業(yè)課學習中的典型值應用6例[N];電子報;2008年

2 成都 鄭國川;電子管的放大系數(shù)和電壓增益[N];電子報;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳文仙;共振式無線電能傳輸系統(tǒng)的關鍵技術研究[D];南京航空航天大學;2015年

2 張士宇;寬輸入Boost變換器研究[D];西南交通大學;2013年

，

本文編號：921714