發(fā)布時間：2021-06-21 06:35

　　近年來,相比于有線電能傳輸.無線電能傳輸（WPT）技術因其使利性、安全性、清潔性和適用性得到了快速發(fā)展。其中,高傳輸功率遠界距離WPT技術是當前的研究熱點問題,受到國內(nèi)外學者的廣泛關注�，F(xiàn)有技術中,四線圈磁耦合諧振無線輸電（MRC-WPT）技術適用于遠距離的無線輸電,DE類射頻功率放大器（RFPA）具有兆赫茲頻率下高功率在效率的特性,于是兩者結合將是實現(xiàn)高傳輸功率遠距離WPT技術的一種有益嘗試。囚此,本文重點研究DE類射頻功率放大器激勵的四線圈MRC-WPT電路原理以及設計方法,具體開展如下研究內(nèi)容:首先,根據(jù)四線圈MRC-WPT的物理結構建立其電路阻抗等效模型,闡述系統(tǒng)的工作原理。同時分析四線圈結構的最優(yōu)工作頻率、頻率分裂現(xiàn)象與電路輸入阻抗的數(shù)學表達式,并對射頻功率放大器的設計難點進行說明。其次,研究四線圈MRC-WPT中螺旋線圈的品質(zhì)因數(shù)與系統(tǒng)性能之間的關系。根據(jù)平面螺旋線圈的幾何結構建立了數(shù)學模型,研究平面螺旋線圈品質(zhì)因數(shù)與其幾何參數(shù)的數(shù)學關系,研究具有高品質(zhì)因數(shù)平面螺旋線圈的設計方法。然后,根據(jù)四線圈MRC-WPT的電路等效棋型與DE類RFPA的工作特點,設計LCL優(yōu)化匹配網(wǎng)絡... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ＷＰＴ技術在不同領域的發(fā)展情況??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?ｏｆ?ＷＰＴ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆｉｅｌｄｓ．??，，

?西安理工大學碩士學位論文???振輸電（Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、電感耦合輸電（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、電場共振輸電（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ??ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）等幾種技術。如圖１－２所示為不同無線輸電方法的應用情況與場合。上述方法??中，輻射ＷＰＴ稱為遠場ＷＰＴ，它是通過無線電波發(fā)生的無線電能傳輸，由麥克斯韋方程??解釋。電感耦合無線電能傳輸由安培定律和法拉第定律解釋。近幾年，磁耦合共振ＷＰＴ??已被歸類為電感耦合ＷＰＴ。磁耦合共振ＷＰＴ基于電感耦合ＷＰＴ，在諧振現(xiàn)象的幫助下，??發(fā)射器和接收器之間的距離可以比傳統(tǒng)的電感耦合ＷＰＴ增加得更多。磁耦合諧振無線輸??電的工作頻率較高，效率也相對其他方式較高，其傳輸功率對線圈位置不敏感［８］。但磁耦??合諧振無線輸電技術需要新型半導體器件的支持以提高系統(tǒng)的整體效率。??１０?Ｗ／ｍ２??�。ǎ玻矗担牵�？??｜〇ｍ?￣＾ａｎｅｓＱｅｎｔ?Ｉ???????ｙ—：」?‘?＇?，?Ｉ?Ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?＊１??卜ｙ’ｉ?ｐ一，」一－??＼?／?－ｆ－ｊ—＿??ｃｍ?Ｈｐｐｐ?—??！?ｆ?ｎ?＇?Ｊｉ?（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ?ｍｏｄｅ）??１０?ｍＷ?０．１?Ｗ?１?Ｗ?／?ｌｏｗ?１００?Ｗ?ＩｋＷ?１０?ｋＷ?１００?ｋＷ??Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ?ｐｏｗｅｒ??圖１－２不同無線輸電方法的應用情況??Ｆｉｇ．?１－２?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ．??在各種無線輸電技術

?西安理工大學碩士學位論文???圖１－３四線圈ＭＲＣ－ＷＰＴ結構示意圖??Ｆｉｇ．?１－３?Ｆｏｕｒ－ｃｏｉｌ?ＭＲＣ－ＷＰＴ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ．??在圖１－３中，電壓源與單匝驅(qū)動環(huán)之間、負載與單匝負載環(huán)之間通過電路連接；而單??匝驅(qū)動環(huán)與多匝發(fā)射螺旋線圈之間、多匝發(fā)射螺旋線圈與多匝接收螺旋線圈之間、多匝接??收螺旋線圈與單匝負載環(huán)之間通過磁場耦合，沒有直接的電路連接。四線圈結構提供了低??損耗與高比例的阻抗變換方法，易于實現(xiàn)阻抗匹配％?３４］。當ＭＲＣ－ＷＰＴ系統(tǒng)工作時，電??壓源向單匝驅(qū)動回路提供能量，其產(chǎn)生的勵磁磁場激勵發(fā)射螺旋線圏。螺旋線圈中存儲了??共振能量，而兩個螺旋線圈之間存在著緊密的相互作用，將一次側(cè)的能量傳遞給二次側(cè)，??使接收螺旋線圈也產(chǎn)生了激勵磁場，并最終激勵負載回路將能量傳遞給電阻負載。相比于??兩線圈結構，四線圈結構容易實現(xiàn)無線輸電系統(tǒng)的電源／負載匹配，但整體設計更加復雜。??２）兩線圈結構ＭＲＣ－ＷＰＴ??如圖１－４所示為一種兩線圈結構ＭＲＣ－ＷＰＴ的常見串串補償形式。在其系統(tǒng)示意圖中??同樣包括發(fā)送部分與接收部分，發(fā)射天線為多匝發(fā)射螺旋線圈（Ｔｘ?Ｃｏｉｌ）；接收天線為多??匝接收螺旋線圈（Ｒｘ?Ｃｏｉｌ）。通常發(fā)射部分包括電壓源與串聯(lián)電容Ｃ１；接收部分包括??串聯(lián)電容６與負載電阻及。發(fā)射能量由電壓源提供，接收設備通常為負載電阻。??Ｔｘ?Ｃｏｉ！?Ｒｘ?Ｃｏｉｌ?ｃ??＾＾｜?＿?１＾１「〕??圖１－４兩線圈ＭＲＣ－ＷＰＴ結構示意圖??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｗｏ－ｃｏｉｌ?ＭＲＣ－ＷＰＴ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ．??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3240184