Qi标准手机无线充电系统关键问题研究
发布时间：2021-08-12 10:47
随着科技的进步,无线充电技术也发展的越发成熟,越来越多的人开始意识到无线充电技术对世界科技浪潮的影响。无线充电技术的应用不仅可以减少安全隐患,给生活提供便利,还可以减少耗材的使用,切合社会发展节能环保的主题。在无线充电技术发展前期,由于标准不统一,技术的发展也受到各方面的限制,无线充电产品很难被广泛应用,所以进入市场的产品并没有产生太大的影响力。慢慢地,业界推出了第一个无线充电的国际标准Qi标准,这个标准很好地保证了无线充电产品的兼容性,得到了大部分科技攻击的认可。接着,世界各国的公司巨头,科研学者再次掀起了对无线技术研究的热潮,无线充电技术也再度被世界看好,各类消费类电子产品也相继出现。本文采用Qi协议标准,研究了许多关键问题,设计了一套电磁感应耦合式的无线电能传输系统。本文内容先从理论方面展开,研究了系统设计的相关问题,为后续的电路设计提供可靠的理论依据。接着用实测数据验证计算和仿真的结果,从而保证了方案设计的正确性和可行性。本文的详细工作安排如下:首先,介绍了对该技术研究的意义,分析介绍了现阶段三种无线电能传输方式,分析了国内外对于该技术的研究现状。接着对整个系统进行建模和理论分...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电阻等效后电路图
电子科技大学硕士学位论文202()2.rectoutrectbuckrectVPR(3-1)通过以上式子求解rectR得：2.2rectbuckrectrectoutVRP(3-2)当系统接上负载后可以画出初级线圈侧的等效电路图，如下：图3-4初级线圈侧等效电路图其中，22refrxrectMZZR为反射阻抗，1rxrxrxrxZRjLjC为次级线圈回路总阻抗。对于整个系统而言，它的总效率等于等效次级回路的效率和等效整流后部分效率以及DC-DC电路效率的乘积，用公式表示如下：()..()refrectsysbuckrectPAcoilbuckrectstxrefrecttxRealRRRRRealRRR(3-3)由以上式子可以看出系统的总效率跟系统每一级电路都有着严密的关系，线圈效率也是其中极其重要的一环。对于线圈的设计和优化就可以从发射线圈和接收线圈的耦合系数以及他们的品质因数入手。
第三章系统效率与线圈设计213.2线圈设计3.2.1线圈物理参数根据上一节的结论可知，无线电能传输系统的总效率与线圈效率有着直接关系，为了分析影响线圈效率的因素，可以利用上一节的等效电路图推导出如下式子：2222121(1)coilrxrxtxFOMQFOMQkw(3-4)其中txrxtxrxMFOMkQQRR。从以上式子分析可知，为了提高系统的效率，可以从优化耦合系数和两线圈的品质因数入手。对于手机等移动终端，对线圈设计有着严格的要求，常见的线圈设计有两种方案，第一种是圆形绕匝，一种是方形绕匝。这里选择圆形线圈来分析，因为方形线圈在边角磁场会畸变，应用场合较少[25]。为了方便分析，可以画出如下圆形线圈图：图3-5线圈示意图耦合系数K的表达式如下：21LLMk(3-5)互感系数M的表达式如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁感应的无线充电器设计[J]. 苏变玲. 渭南师范学院学报. 2018(24)
[2]电磁感应线圈电特性研究[J]. 张晓东,吴斌,刘秀成,何存富. 中国电机工程学报. 2019(13)
[3]无线充电技术标准浅析[J]. 张益铭. 数字技术与应用. 2013(04)
[4]近场磁谐振耦合能量传输系统的建模与分析[J]. 刘宿城,周雒维. 电源学报. 2011(01)
[5]无线电力传输的历史发展及应用[J]. 白明侠,黄昭. 湘南学院学报. 2010(05)
[6]无接触电能传输技术的研究进展[J]. 杨庆新,陈海燕,徐桂芝,孙民贵,傅为农. 电工技术学报. 2010(07)
[7]可分离变压器实现的非接触电能传输系统研究[J]. 韩腾,卓放,刘涛,王兆安. 电力电子技术. 2004(05)
[8]感应电能传输——电力电子及电气自动化的新领域[J]. 李宏. 电气传动. 2001(02)
硕士论文
[1]无线充电系统对位及异物检测研究[D]. 周博.山东大学 2018
[2]手机无线充电系统的研究[D]. 贾红梅.安徽工业大学 2017
[3]基于电磁感应技术的手机无线充电器设计与实现[D]. 黎宇洲.成都理工大学 2016
[4]低功率无线充电的研究与系统实现[D]. 张立新.上海交通大学 2015
[5]磁耦合谐振式无线充电系统设计与仿真[D]. 宁世超.辽宁工程技术大学 2014
[6]Qi标准无线充电功能的手机实现[D]. 潘鑫.西安电子科技大学 2013
[7]磁耦合谐振式无线电能传输系统建模及优化分析[D]. 史继翠.湘潭大学 2013
[8]基于电磁感应耦合的无线电能传输研究[D]. 李松林.电子科技大学 2012
[9]感应耦合电能传输系统的研究与设计[D]. 田声洋.电子科技大学 2012
本文编号：3338180
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电阻等效后电路图
电子科技大学硕士学位论文202()2.rectoutrectbuckrectVPR(3-1)通过以上式子求解rectR得：2.2rectbuckrectrectoutVRP(3-2)当系统接上负载后可以画出初级线圈侧的等效电路图，如下：图3-4初级线圈侧等效电路图其中，22refrxrectMZZR为反射阻抗，1rxrxrxrxZRjLjC为次级线圈回路总阻抗。对于整个系统而言，它的总效率等于等效次级回路的效率和等效整流后部分效率以及DC-DC电路效率的乘积，用公式表示如下：()..()refrectsysbuckrectPAcoilbuckrectstxrefrecttxRealRRRRRealRRR(3-3)由以上式子可以看出系统的总效率跟系统每一级电路都有着严密的关系，线圈效率也是其中极其重要的一环。对于线圈的设计和优化就可以从发射线圈和接收线圈的耦合系数以及他们的品质因数入手。
第三章系统效率与线圈设计213.2线圈设计3.2.1线圈物理参数根据上一节的结论可知，无线电能传输系统的总效率与线圈效率有着直接关系，为了分析影响线圈效率的因素，可以利用上一节的等效电路图推导出如下式子：2222121(1)coilrxrxtxFOMQFOMQkw(3-4)其中txrxtxrxMFOMkQQRR。从以上式子分析可知，为了提高系统的效率，可以从优化耦合系数和两线圈的品质因数入手。对于手机等移动终端，对线圈设计有着严格的要求，常见的线圈设计有两种方案，第一种是圆形绕匝，一种是方形绕匝。这里选择圆形线圈来分析，因为方形线圈在边角磁场会畸变，应用场合较少[25]。为了方便分析，可以画出如下圆形线圈图：图3-5线圈示意图耦合系数K的表达式如下：21LLMk(3-5)互感系数M的表达式如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电磁感应的无线充电器设计[J]. 苏变玲. 渭南师范学院学报. 2018(24)
[2]电磁感应线圈电特性研究[J]. 张晓东,吴斌,刘秀成,何存富. 中国电机工程学报. 2019(13)
[3]无线充电技术标准浅析[J]. 张益铭. 数字技术与应用. 2013(04)
[4]近场磁谐振耦合能量传输系统的建模与分析[J]. 刘宿城,周雒维. 电源学报. 2011(01)
[5]无线电力传输的历史发展及应用[J]. 白明侠,黄昭. 湘南学院学报. 2010(05)
[6]无接触电能传输技术的研究进展[J]. 杨庆新,陈海燕,徐桂芝,孙民贵,傅为农. 电工技术学报. 2010(07)
[7]可分离变压器实现的非接触电能传输系统研究[J]. 韩腾,卓放,刘涛,王兆安. 电力电子技术. 2004(05)
[8]感应电能传输——电力电子及电气自动化的新领域[J]. 李宏. 电气传动. 2001(02)
硕士论文
[1]无线充电系统对位及异物检测研究[D]. 周博.山东大学 2018
[2]手机无线充电系统的研究[D]. 贾红梅.安徽工业大学 2017
[3]基于电磁感应技术的手机无线充电器设计与实现[D]. 黎宇洲.成都理工大学 2016
[4]低功率无线充电的研究与系统实现[D]. 张立新.上海交通大学 2015
[5]磁耦合谐振式无线充电系统设计与仿真[D]. 宁世超.辽宁工程技术大学 2014
[6]Qi标准无线充电功能的手机实现[D]. 潘鑫.西安电子科技大学 2013
[7]磁耦合谐振式无线电能传输系统建模及优化分析[D]. 史继翠.湘潭大学 2013
[8]基于电磁感应耦合的无线电能传输研究[D]. 李松林.电子科技大学 2012
[9]感应耦合电能传输系统的研究与设计[D]. 田声洋.电子科技大学 2012
本文编号：3338180
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