基于磁耦合的谐振式无线电能传输系统设计

发布时间：2017-11-21 03:20

  本文关键词：基于磁耦合的谐振式无线电能传输系统设计

  更多相关文章： 磁耦合 谐振 无线充电 载波通信 电能传输系统

【摘要】：随着科学技术的快速发展,手机、数码相机以及平板电脑等手持设备越来越多地出现在我们生活中。人们对电子设备的需求不仅仅是功能性的需求,方便、美观、整洁及安全逐渐成为人们选购电子产品的新的衡量标准。传统电子设备的充电方式一直以直充为主,不可避免的出现导线容易老化、不美观、不安全及充接口不兼容等一系列问题。无线供电技术的出现很好地解决了上述诸多问题,磁耦合电能传输是一种新型的电能传输技术,它以基本的电磁感应和谐振耦合为基础,具有传输距离远,传输电能稳定等特点。克服了传统有线输电的诸多缺点,在人类电力发展史上具有里程碑的意义与价值。本文首先介绍了无线充电的三种工作原理,重点阐述了磁耦合谐振式无线充电的工作过程和接收端信号回传技术的原理。以STM32控制器为核心设计了电能发射电路,基于STM8为CPU设计了接收端能量处理以及信号产生电路。采用无线电能传输技术与载波信号技术相结合的方法,实现了本文的主题：基于磁耦合的谐振式无线供电系统设计。设计以能量正向传输和信号反向回传为主线,能量传递部分主要包括信号发生电路、驱动电路、直流逆变、电磁能转换机构、整流滤波等,以STM32产生双路互补PWM信号传给驱动电路,驱动后级以H桥为基础的电磁能转换机构,将直流电转化为高频交流电,通过初级线圈将磁场能耦合到次级线圈,整流稳压后输出给锂离子电池充电。信号反向回传部分主要包括信号调制和信号解调两部分,接收端以STM8S为控制核心,将充电状态实时调制到接收端线圈,借助ASK幅移键控调制技术,通过载波的形式将充电状态回传到发射端,解调做出相应的判断,系统做到自动判断充电结束并断电的功能,完成一次完整的能量传递与信号反馈过程。本设计完成了电能的无线传递过程,并通过载波技术将锂离子电池的状态实时传递到发射端主控制器,完成了系统的反馈环节,提高了系统的可靠性和实用性,为工程设计提供了可参考的方案。
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM724

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本文编号：1209510