磁耦合谐振式无线充电系统设计与仿真

发布时间：2021-06-10 14:22

无线电能传输是以交变磁场作为传输介质,在相同谐振频率的物体之间实现耦合谐振并进行高效率能量交换的一种能量传输方式。不过,目前该技术并不成熟,有很多关键技术有待提高,比如：能量的传输距离、传输效率、电磁辐射等问题,因此该技术正处在研究发展阶段。但是,无线电能传输技术的应用前景不容小觑,其诸多的优越性必将使其得到大规模的应用。本文主要应用磁耦合谐振式无线电能传输技术设计一款手机充电平台。本文介绍了无线电能传输的背景及其发展现状,并对该技术的相关热点问题进行简要介绍；分析了该技术的应用领域,简要介绍无线电能传输技术的几种类型；分析谐振式无线电能传输的方式,针对串联谐振式拓扑结构建立简单模型,运用Saber仿真软件对串／串拓扑结构的发射和接收部分进行波形分析；对影响无线电能传输的几个因素进行分析包括：拓扑结构、频率特性、品质因数、线圈形状等,并运用MATLAB仿真软件验证这些影响因素。文章主要部分是对系统硬件电路的设计,该硬件电路主要包括：高频逆变电路、开关管驱动电路、方波信号生成电路、耦合线圈设计、整流电路设计、稳压电路设计等,并逐步介绍各部分的设计步思路和步骤,给出器件的参数；对圆环形和螺旋形耦合线圈做出对比分析,选择合适的耦合线圈。最后,对设计的充电系统进行仿真验证和实验测试,得出各个模块的仿真波形,通过波形的分析,找出系统存在的问题,搭建实验模型,验证系统的可行性。
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM724

文章目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 无线供电技术的研究背景

1.2 无线供电技术历史发展及现阶段研究成果

1.3 无线供电技术分类

1.4 研究的意义和应用领域

1.4.1 研究的意义

1.4.2 应用领域

1.5 论文主要研究内容

2 磁耦合谐振无线充电系统理论模型与仿真验证

2.1 磁耦合谐振式无线电能传输系统工作原理

2.2 无线充电系统模型

2.3 Saber仿真验证

2.4 本章小结

3 磁耦合谐振无线电能传输影响因素分析

3.1 谐振电路的影响

3.1.1 拓扑结构的影响

3.1.2 系统频率的影响

3.1.3 品质因数的影响

3.2 线圈特性的影响

3.3 本章小结

4 磁耦合谐振无线充电平台硬件设计

4.1 无线充电平台应用到的技术

4.2 系统整体结构设计

4.3 高频逆变电路设计

4.3.1 高频逆变电路拓扑选择

4.3.2 逆变电路器件选型及参数选取

4.3.3 驱动电路设计

4.4 耦合线圈设计

4.4.1 线圈几何形状设计

4.4.2 线圈材料及参数选择

4.5 整流滤波电路设计

4.6 稳压电路设计

4.7 本章小结

5 无线充电系统仿真和实验测试

5.1 充电系统整体电路结构

5.2 发射电路仿真

5.3 接收电路仿真

5.4 系统实验验证

5.5 本章小结

结论

参考文献

作者简历

学位论文数据集

【参考文献】