一種新型補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的磁耦合諧振式無線能量傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、在科技水平迅猛發(fā)展的今天，人類越來越趨向于追求方便智能的生活。無線充電應(yīng)運(yùn)而生，無線充電電動牙刷、無線充電手機(jī)、無線充電汽車等正在逐漸走進(jìn)人類生活當(dāng)中。如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大功率、小尺寸的穩(wěn)定的無線能量傳輸系統(tǒng)，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　無線能量傳輸系統(tǒng)中發(fā)射線圈和接收線圈可以等效為一個(gè)弱耦合的變壓器，只有對其進(jìn)行補(bǔ)償才有可能實(shí)現(xiàn)功率傳輸。然而不同的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得無線能量傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)特性也是不同的，相應(yīng)的功率控制方法以及系統(tǒng)

2、設(shè)計(jì)方法也會有所不同。目前，廣泛使用的是采用雙邊補(bǔ)償?shù)乃姆N基本網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，串串補(bǔ)償、串并補(bǔ)償、并串補(bǔ)償以及并并補(bǔ)償。但是每一種補(bǔ)償結(jié)構(gòu)都有其固有缺陷。本文基于變壓器的漏感等效模型，提出了一種雙CC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)模型，通過對變壓器的漏感和勵磁電感的補(bǔ)償，使系統(tǒng)呈現(xiàn)出近似理想變壓器的特性，這一特性對實(shí)際應(yīng)用非常有利。
　　本文詳細(xì)分析了雙 CC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無線能量傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)特性，主要包括系統(tǒng)源端阻抗特性，以研究系統(tǒng)零相角頻率；電壓增

3、益特性，著重研究了負(fù)載、頻率和耦合系數(shù)變化對電壓增益的影響，討論了頻率分叉現(xiàn)象出現(xiàn)的規(guī)律；最后是效率與功率特性，研究了系統(tǒng)最大效率的條件，以及與功率之間的關(guān)系。這些特性研究為系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)完成了一臺基于雙 CC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無線能量傳輸系統(tǒng)的樣機(jī)。樣機(jī)選用了波形THD值更小的12階梯波作為激勵波形，而非目前普遍應(yīng)用的方波；解決了市場上無高頻三相三磁柱變壓器磁芯以及繞制中存在