近場磁諧振驅(qū)動LED照明系統(tǒng)的基本問題研究.pdf

1、磁諧振無線電能傳輸(MRCP)技術(shù)在中距離、小功率場合具有良好的潛在應(yīng)用價值。本文將其引入至家居照明系統(tǒng)中，探索其對小功率LED供電的可行方案，重點圍繞磁諧振驅(qū)動LED照明系統(tǒng)中無線傳輸網(wǎng)絡(luò)建模分析、LED負(fù)載網(wǎng)絡(luò)最大功率傳輸模式以及驅(qū)動源設(shè)計等基本問題展開研究。本文研究工作旨在完善無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)模型描述，尋求網(wǎng)、載最大功率傳輸匹配工作模式以及給出滿足實際應(yīng)用場合的高頻驅(qū)動源設(shè)計，研究成果可為未來家居LED無線供電提供可行解決方案

2、和理論基礎(chǔ)，同樣能為其它小功率設(shè)備無線供電提供技術(shù)參考。論文完成的主要工作及取得成果歸類如下：
　?、倩诖胖C振耦合系統(tǒng)的等效電路模型，重構(gòu)系統(tǒng)的狀態(tài)變量，構(gòu)建了磁諧振系統(tǒng)的降階復(fù)變量動力學(xué)模型，闡釋了現(xiàn)有能量耦合模型與等效電路模型的內(nèi)在等效聯(lián)系。從電路角度來看，磁諧振系統(tǒng)可以用四階集總參數(shù)線性電路進(jìn)行描述，相量法僅能描述系統(tǒng)的正弦穩(wěn)態(tài)結(jié)果，應(yīng)用上具有一定局限性，而時域微分方程表現(xiàn)為高階特性，求解分析過程比較復(fù)雜。為此，結(jié)合電路串

3、聯(lián)諧振特點，組合單組諧振單元的電感電流和電容電壓變量構(gòu)建出一對新的共軛復(fù)狀態(tài)變量，將磁諧振系統(tǒng)原有的四階實變量微分方程等效降階為的二階復(fù)變量微分方程，簡化求解分析，并驗證了所提模型與現(xiàn)有耦合模型的內(nèi)在等效性。本部分研究工作給出了磁諧振無線傳輸網(wǎng)絡(luò)新的動力學(xué)模型描述，完善了現(xiàn)有的建模分析理論，為其在實際中的應(yīng)用提供了理論支持。
　?、趶碾娐穼用嫣剿髁藷o線傳輸網(wǎng)絡(luò)與整流橋 LED負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的最大功率傳輸模式，插入一級無源LCL網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)傳

4、輸網(wǎng)絡(luò)與負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的阻抗匹配，達(dá)到LED負(fù)載的最大功率傳輸。目前尚無磁諧振驅(qū)動整流橋LED負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的研究報道，基于整流橋LED負(fù)載的外部特性分析，建立了其等效電阻模型，基于整體系統(tǒng)的等效電路模型，分析了磁諧振直接驅(qū)動整流橋LED負(fù)載的最大功率傳輸可能性，提出了基于LCL無源網(wǎng)絡(luò)的阻抗匹配模式，實現(xiàn)了LED負(fù)載的最大功率傳輸，仿真實驗驗證了所提無源最大傳輸功率匹配思路的有效。本部分研究工作為磁諧振傳輸網(wǎng)絡(luò)與后級負(fù)載的最大傳輸功率匹配設(shè)計提供