面向双负载的高频无线充电系统研究

发布时间：2022-10-15 17:55

　　现代电力电子技术的飞速发展,高频化、集成化、智能化、无线化已经成为现代工业和电子等消费产业的追求目标。无线化功率电源,可以有效减少电源线的连接,提高电源的密封特性,具有防水防尘等效果,从而在很多应用场合取得非常好的效果,比如深海作业、机器人关节供电、电子消费产品等。目前单负载无线电能传输技术已经在很多场合取得了非常好的应用效果,但是对于双负载以及多负载无线传输技术尚在起步阶段,尤其是高频多负载的无线充电系统研究,具有很好的发展前景和开发价值。本课题正是基于此研究背景,开展了对13.56MHz双负载无线充电系统的研究。本文给出了高频逆变器和整流器的分析推导方法,保证了系统在高频化可以实现软开关特性,提高了系统的响应特性和传输效率。同时,本文还详细分析了几种有效的补偿网络,在实现较高传输效率的同时,具有抗负载扰动和抗耦合系数扰动的效果,保证了系统稳定的输出电压增益。另外,为了实现双负载无线充电系统的正常工作,对单负载和双负载的耦合状态以及工作原理进行分析,给出了单双负载的工作状态表达式。最后通过仿真和实验结果,验证所提双负载无线充电系统的可行性和合理性。同时,为了提高系统的鲁棒性,本课题在... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无线电能传输技术分类及现状
        1.2.2 高频WPT的研究现状
    1.3 课题主要研究内容
第2章 高频E类逆变器与整流器的研究
    2.1 引言
    2.2 并联电路CLASS E逆变器的设计
    2.3 并联电路CLASS E整流器的设计
    2.4 本章小结
第3章 高频WPT补偿网络的研究
    3.1 引言
    3.2 无线能量传输系统的基本补偿结构
    3.3 电压增益与负载无关的补偿网络设计
    3.4 电压增益与耦合无关的补偿网络设计
    3.5 电压增益与负载、耦合无关补偿网络设计
    3.6 本章小结
第4章 双负载工作状态分析与控制
    4.1 引言
    4.2 基于LCC/S补偿网络的双负载工作状态分析
    4.3 基于T/SP补偿网络的双负载工作状态分析
    4.4 控制电路与通信电路设计
        4.4.1 高频Boost电路设计
        4.4.2 基于蓝牙通信的通讯环节设计
    4.5 本章小结
第5章 样机设计与仿真验证
    5.1 引言
    5.2 13.56MHZ双负载无线充电系统样机的搭建
        5.2.1 基于LCC/S补偿网络的电路结构设计
        5.2.2 基于T/SP补偿网络的电路结构设计
        5.2.3 谐振元件与开关器件选型
        5.2.4 系统元件参数设计
    5.3 仿真结果分析
        5.3.1 基于LCC/S补偿网络的仿真结果
        5.3.2 基于T/SP补偿网络的仿真结果
    5.4 系统损耗与效率分析
        5.4.1 高频E类逆变器和整流器的损耗分析
        5.4.2 补偿网络和耦合系统的损耗分析
        5.4.3 系统损耗分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于移相控制的WPT系统恒压输出研究[J]. 沈术凯,高强,李志超.  科技风. 2020(15)
[2]多目标无线电能传输系统线圈综合设计[J]. 李煌,张博深,唐厚君.  电力电子技术. 2020(05)
[3]基于CLC型无线电能传输系统研究[J]. 张建,程志江,陈星志,李永东.  电力电子技术. 2020(05)
[4]磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计[J]. 潘飞,潘建,庞胤铌,李光志.  科技创新与应用. 2020(13)
[5]磁耦合谐振无线传输系统传输特性的研究及优化[J]. 焦宇峰,李锐杰,宋国兵.  电力系统保护与控制. 2020(09)
[6]磁共振无线电能传输系统的共振频率跟踪控制[J]. 徐栋,王冬青.  自动化与仪器仪表. 2020(04)
[7]线圈间距对谐振式无线电能传输系统性能的影响[J]. 乔振朋,王赛丽,郭果,杨征,刘涛,余开伟.  工矿自动化. 2020(04)
[8]谐振式无线电能传输中铁氧体屏蔽特性[J]. 王惠中,薛超,庄亚杰.  兰州理工大学学报. 2020(02)
[9]超高频DC-DC谐振变换器[J]. 邹学文,董舟,周嫄,张之梁.  电源学报. 2017(01)
[10]电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证[J]. 张献,杨庆新,陈海燕,李阳,蔡燕,金亮.  中国电机工程学报. 2012(21)

硕士论文
[1]高频软开关技术研究与应用[D]. 刘平.中国工程物理研究院 2013



本文编号：3691768