1kW谐振式无线充电技术

发布时间：2024-01-31 00:31

　　磁耦合谐振式无线充电技术(Magnetic Coupled Resonant Wireless Power Transfer Technology)凭借着传输距离较远、功率大、穿透性强的优势得到了越来越多的关注,成为无线充电领域研究的热点。本文针对电动汽车无线充电,利用磁耦合谐振式无线充电技术,研制了一台在20cm的传输距离下,输出功率达到1.33kW,传输效率达到82.1%的无线充电装置。本文首先介绍了无线充电技术的分类,通过比较分析发现磁耦合谐振式无线充电技术更适用于电动汽车无线充电;对国内外研究现状及成果进行了总结并提出了电动汽车无线充电的关键问题。其次研究了串联谐振和并联谐振的原理,重点研究了串联谐振的电压关系和频率特性,利用串联谐振可以获得高压;分析了磁耦合谐振式无线充电的四种谐振拓扑,选择串联-串联结构为本课题的谐振结构;通过对传输系统等效模型的分析和推导,得到了系统传输效率的计算公式。针对系统设计要求,对系统充电线圈和充电电路进行设计,整个系统采用双谐振固态特斯拉线圈的方案。给出了充电线圈各参数的计算公式并研究了各参数对传输性能的影响,设计了适用于电动汽车的无线充电线圈。...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 无线充电技术的分类
        1.2.1 电磁感应耦合式
        1.2.2 磁耦合谐振式
        1.2.3 微波辐射式
        1.2.4 其他形式
        1.2.5 几种无线充电方式比较
    1.3 国内外研究现状及关键问题
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
        1.3.3 关键问题
    1.4 论文主要研究内容和章节安排
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 论文章节安排
    1.5 本章小结
第2章 磁耦合谐振式无线充电的谐振拓扑
    2.1 串联谐振
        2.1.1 串联谐振的参数
        2.1.2 串联谐振中的电压关系
        2.1.3 串联谐振的频率特性
    2.2 并联谐振
    2.3 四种谐振拓扑分析
    2.4 电路互感模型
    2.5 系统设计要求及总体方案
        2.5.1 系统设计要求
        2.5.2 系统总体方案
    2.6 本章小结
第3章 无线充电线圈的设计
    3.1 线圈选型
        3.1.1 线圈材料
        3.1.2 线圈形状
        3.1.3 磁芯结构
    3.2 线圈参数计算
    3.3 不同参数对传输效率的影响
    3.4 无线充电线圈的绕制
    3.5 谐振电容的选择
    3.6 本章小结
第4章 磁耦合谐振式无线充电电路设计
    4.1 整流滤波电路的设计
        4.1.1 整流电路
        4.1.2 滤波电容的选择
    4.2 全桥逆变电路的设计
        4.2.1 硬开关与软开关
        4.2.2 开关管的选择
        4.2.3 全桥电路的优化
    4.3 驱动电路的设计
    4.4 控制电路的设计
        4.4.1 限幅电路和过零检测
        4.4.2 启动与停止电路
        4.4.3 过流保护电路
        4.4.4 灭弧电路
    4.5 本章小结
第5章 谐振式无线充电系统的硬件实现与测试
    5.1 1kW谐振式无线充电系统的搭建
    5.2 系统上电及波形测试
        5.2.1 灭弧输出波形
        5.2.2 系统输出波形
    5.3 系统实验研究
        5.3.1 系统水平偏移实验
        5.3.2 系统垂直偏移实验
        5.3.3 系统角度偏移实验
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 论文中的不足和展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3890637