基于中继线圈的无线能量传输装置

发布时间：2023-10-08 19:57

　　目前,全球多国出台一系列政策鼓励新能源汽车的发展,中国也开始把电动汽车代替传统汽车提上日程表。新能源电动汽车的发展催生了对充电桩的需求。相比有线插拔式充电以及两极式磁耦合无线能量传输,本文设计了一种基于中继线圈的磁耦合式无线能量传输装置。相比于传统的有线插拔式充电桩,基于中继线圈的磁耦合式无线能量传输装置可减小机械磨损,具有占地面积小、充电更加便利以及智能化程度高等优点,同时比两极式磁耦合无线能量传输在传输距离、功率以及效率上都具有优势。其在结构上主要分为工频整流、高频逆变、发射线圈、中继线圈、接收线圈、负载部分、驱动模块以及控制部分。首先,分析了磁耦合式无线能量传输的基本原理,并对传统结构和中继结构对比分析,用MATLAB仿真分析带中继线圈结构在传输距离、功率以及效率中的优势。其次,采用各个变量逐一分析的方法,分别仿真了绕线线径、线圈半径以及线圈匝数对传输效率和功率的影响,设计了谐振线圈的各个参数;设计装置恒压输出模块,推导全控器件导通比与输入电压和设定输出的关系,确定了实验装置结构以及器件选型。最后,在Simulink软件下仿真设计装置发射、中继以及接收线圈谐振电路中电压和电流;搭...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 磁耦合式无线能量传输介绍
        1.3.1 无线能量传输国外发展现况
        1.3.2 无线能量传输国内发展状况
    1.4 本文主要研究内容
第2章 磁耦合谐振式无线能量传输机理
    2.1 磁耦合谐振式无线能量传输基础理论
        2.1.1 近场理论
        2.1.2 谐振原理
    2.2 磁耦合谐振式无线电能传输耦合结构分析
        2.2.1 串联—串联耦合结构
        2.2.2 串联-并联耦合结构
    2.3 中继线圈磁耦合无线能量传输
        2.3.1 基于中继线圈的串联耦合系统结构
        2.3.2 基于中继线圈的串联耦合分析
    2.4 传输系统的最优化分析
    2.5 本章小结
第3章 系统主要单元设计
    3.1 线圈设计分析
        3.1.1 线圈导线选择
        3.1.2 螺旋线圈匝数以及线圈半径确定
        3.1.3 匹配谐振电容
    3.2 发射端变频电路设计
        3.2.1 三相全桥整流模块
        3.2.2 高频逆变模块
        3.2.3 RCD吸收电路
    3.3 负载端电路的设计
        3.3.1 高频整流模块
        3.3.2 恒压控制模块
    3.4 系统主要损耗分析
    3.5 本章小结
第4章 软件仿真
    4.1 恒压控制模块仿真
    4.2 系统仿真
    4.3 本章小结
第5章 硬件设计与实验分析
    5.1 DSP选型及外围电路设计
    5.2 驱动电路
    5.3 采样模块设计
        5.3.1 采样电路
        5.3.2 A/D转换模块的设计
        5.3.3 信号调理电路的设计
    5.4 接收端电路的设计
        5.4.1 整流滤波电路的设计
        5.4.2 恒压控制模块
    5.5 实验分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果
致谢



本文编号：3852688